CN109696603A - 一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法 - Google Patents

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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/088—Aspects of digital computing

Abstract

本发明公开一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，在线路保护与行波测距一体化装置内融合双端行波测距功能与线路保护功能，线路保护功能实时计算通道延时并完成两侧内部时钟同步；双端行波测距功能共享线路保护功能的内部时钟和通道延时信息，实现两侧外部时钟实时监测。此种方法借助线路保护功能的两侧内部时钟同步技术，实现双端行波测距的两侧外部时钟同步，提高双端行波测距的可靠性，且工程易实现。

Description

一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法
技术领域
本发明属于电力系统继电保护领域，特别涉及一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法。
背景技术
传统的故障分析测距方法基于稳态量和阻抗原理，容易受到过渡电阻、衰减直流分量、线路参数误差和信号测量误差的影响，其中单端测距方法还容易受到系统运行方式的影响，因此难以实现精确的故障定位。
行波测距方法是利用电流或电压行波进行故障测距的新型方法，它可有效克服传统测距方法的缺陷，具有不受电流互感器饱和影响、不受系统振荡影响、不受长线分布电容影响等独特的优点，被广泛应用。
双端行波测距算法利用线路内部故障产生的初始行波到达线路两端测量点时的绝对时间之差计算故障点到两端测量点之间的距离。当线路两侧装置的外部时钟出现偏差时，会出现错误的测距结果，反而对故障点的定位分析带来负面作用。
中国专利申请号CN201610333220.5，申请日2016年5月19日，公开号CN105866631A，公开日2016年8月17日，发明名称为“一种基于模糊匹配的新型双端行波测距方法”，当交流线路发生单相接地故障时，该发明根据线路两侧电流行波数据，采用小波变换检测和标定故障行波波到时刻，得到波到时差序列ΔTm和ΔTn；其次，对ΔTm和ΔTn进行归一化，并求取两者之间的距离；然后，求取隶属度，确定最匹配的一对时刻；最后，根据最匹配的一对时刻，计算出故障距离和不同步时间Δt。该发明数学处理过程复杂，不适合实际工程应用。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，借助线路保护功能的两侧内部时钟同步技术，实现双端行波测距的两侧外部时钟同步，提高双端行波测距的可靠性，且工程易实现。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，在线路保护与行波测距一体化装置内融合双端行波测距功能与线路保护功能，线路保护功能实时计算通道延时并完成两侧内部时钟同步；双端行波测距功能共享线路保护功能的内部时钟和通道延时信息，实现两侧外部时钟实时监测。
上述线路保护功能采用基于乒乓原理的通道延时测量技术实时计算通道延时。
上述线路保护功能采用基于数据通道的内部时钟调整法完成两侧内部时钟同步。
上述双端行波测距功能实现两侧外部时钟实时监测，包括两侧内部时钟实时同步和实时计算两侧外部时钟偏差。
上述双端行波测距功能实现两侧内部时钟实时同步的方法是：设定两侧保护装置分别为主站和从站，主站在tm1时刻向从站发送主站当前时标和计算通道延时td的命令；从站收到命令后延时tm时间将从站当前时标和延时时间tm回送给主站；主站收到回送信息的时刻为tr2，计算出通道延时为：
设定以主站的内部时钟为两侧时钟，主站在当前本侧时刻tmj将包括通道延时td和内部时钟调整命令在内的一帧信息发送给从站，从站根据收到该信息的时刻tr3以及td首先确定出tmj所对应本侧的时刻tsi，然后计算主、从站内部时钟偏差Δt：
Δt＝tsi-(tr3-td)＝tsi-tmj
通过调整从站的内部时钟，使Δt趋近于零，即完成两侧装置的内部时钟实时同步。
上述双端行波测距功能实时计算两侧外部时钟偏差的方法是：设定两侧保护装置分别为主站和从站，从站接收到外部时钟后，在发送数据发送时刻计算从站外部时钟和内部时钟的偏差，并将偏差tmc发送至主站，主站收到对应帧后根据通道延时td回退到与从站对应的发送时刻，此时主站比较对应点的tnc和对侧tmc的偏差，即得到两侧外部时钟的偏差。
当双端行波测距功能的两侧外部时钟偏差大于异常门槛值时，所述线路保护与行波测距一体化装置发出两侧外部时钟不同步告警信号。
采用上述方案后，本发明将双端行波测距功能与线路保护功能集成在一个装置内，借助于线路保护的两侧内部时钟同步实现双端行波测距的两侧外部时钟实时监测，可有效提高双端行波测距的可靠性，适合实际工程应用。
附图说明
图1是本发明的原理图；
图2是线路两侧内部时钟实时同步原理图；
图3是线路两侧外部时钟偏差原理图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，用于解决双端行波测距的两侧外部时钟同步问题，提高双端行波测距的可靠性。
结合图1所示，本发明提供一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，将双端行波测距功能与线路保护功能有机融合，集成于线路保护与行波测距一体化装置内；线路保护功能实时计算通道延时并完成两侧内部时钟同步；双端行波测距功能共享线路保护功能的内部时钟和通道延时信息，从而实现两侧外部时钟实时监测。
线路保护功能采用基于乒乓原理的通道延时测量技术和基于数据通道的内部时钟调整法进行两侧内部时钟的同步监视和调整。
双端行波测距的两侧外部时钟实时监测技术，包括两侧内部时钟实时同步和实时计算两侧外部时钟偏差。
以下将结合图2和图3说明线路两侧内部时钟实时同步和实时计算两侧外部时钟偏差原理。
如图2所示，两侧保护装置分为主站和从站，主站在tm1时刻向从站发送一帧信息，该信息包括主站当前时标和计算通道延时td的命令；从站收到命令后延时tm时间将从站当前时标和延时时间tm回送给主站。由于两个方向的信息传送是通过同一路径，可认为传输延时相同。主站收到返回信息的时刻为tr2，可计算出通道延时为：
假设采用以主站的内部时钟为两侧时钟，主站在当前本侧时刻tmj将包括通道延时td和内部时钟调整命令在内的一帧信息发送给从站，从站根据收到该信息的时刻tr3以及td可首先确定出tmj所对应本侧的时刻tsi，然后计算主、从站内部时钟偏差Δt：
Δt＝tsi-(tr3-td)＝tsi-tmj
通过调整从站的内部时钟，使Δt趋近于零，即完成了两侧装置的内部时钟同步。
如图3所示，以从站为例，从站双端行波测距接收到外部时钟Tout后，在从站内部时钟触发中断时刻Tin计算从站外部时钟和内部时钟的偏差tmc，并将偏差tmc发送至主站，主站收到对应帧后根据通道延时td回退到与从站对应的发送时刻，此时主站比较对应点的外部时钟和内部时钟偏差tnc和对侧tmc的偏差，即可得到两侧外部时钟的偏差。
当双端行波测距的两侧外部时钟偏差大于异常门槛值时，所述线路保护与行波测距一体化装置可发出两侧外部时钟不同步告警信号。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，其特征在于：在线路保护与行波测距一体化装置内融合双端行波测距功能与线路保护功能，线路保护功能实时计算通道延时并完成两侧内部时钟同步；双端行波测距功能共享线路保护功能的内部时钟和通道延时信息，实现两侧外部时钟实时监测。
2.如权利要求1所述的一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，其特征在于：所述线路保护功能采用基于乒乓原理的通道延时测量技术实时计算通道延时。
3.如权利要求1所述的一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，其特征在于：所述线路保护功能采用基于数据通道的内部时钟调整法完成两侧内部时钟同步。
4.如权利要求1所述的一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，其特征在于：所述双端行波测距功能实现两侧外部时钟实时监测，包括两侧内部时钟实时同步和实时计算两侧外部时钟偏差。
5.如权利要求4所述的一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，其特征在于：所述双端行波测距功能实现两侧内部时钟实时同步的方法是：设定两侧保护装置分别为主站和从站，主站在tm1时刻向从站发送主站当前时标和计算通道延时td的命令；从站收到命令后延时tm时间将从站当前时标和延时时间tm回送给主站；主站收到回送信息的时刻为tr2，计算出通道延时为：
设定以主站的内部时钟为两侧时钟，主站在当前本侧时刻tmj将包括通道延时td和内部时钟调整命令在内的一帧信息发送给从站，从站根据收到该信息的时刻tr3以及td首先确定出tmj所对应本侧的时刻tsi，然后计算主、从站内部时钟偏差Δt：
Δt＝tsi-(tr3-td)＝tsi-tmj
通过调整从站的内部时钟，使Δt趋近于零，即完成两侧装置的内部时钟实时同步。
6.如权利要求4所述的一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，其特征在于：所述双端行波测距功能实时计算两侧外部时钟偏差的方法是：设定两侧保护装置分别为主站和从站，从站接收到外部时钟后，在发送数据发送时刻计算从站外部时钟和内部时钟的偏差，并将偏差tmc发送至主站，主站收到对应帧后根据通道延时td回退到与从站对应的发送时刻，此时主站比较对应点的tnc和对侧tmc的偏差，即得到两侧外部时钟的偏差。
7.如权利要求4所述的一种双端行波测距的两侧外部时钟实时监测方法，其特征在于：当双端行波测距功能的两侧外部时钟偏差大于异常门槛值时，所述线路保护与行波测距一体化装置发出两侧外部时钟不同步告警信号。
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