CN110726899A - 一种输电线路档距校核方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路档距校核方法，涉及输电网故障监测技术领域，通过选择需进行校核的线段，收集该段两端的故障定位装置采集到的行波数据，并按照要求对行波数据进行配对和计算时间差，得到测量档距集合后，与计算的档距进行对比分析，从而得到该段档距的准确度的结论，即可得到线路上任意两测量点之间记录档距的准确程度。本发明利用已有设备，收集平时的行波，即可进行档距校核，资源利用少，节约成本；还可以通过选择不同的设备，对线路的不同段落进行校核。针对性强，准确度高；计算简单，方便实施，容易操作。

Description

一种输电线路档距校核方法

技术领域

本发明属于输电网故障监测技术领域，尤其涉及一种基于行波测量定位技术的输电线路档距校核方法。

背景技术

输电线路在线监测与分布式故障定位技术已经广泛应用于国内各个电压等级的输电网络。故障定位过程涉及到的两个参数的准确程度直接影响了定位的效果，即设备的GPS时钟以及数据库中的线路长度记录。目前，一方面由于GPS芯片技术已经非常成熟，时钟同步的误差完全可以控制在纳秒级别，另一方面，各个线路由于迁改、弧垂或者线路测量误差等等导致线路档距往往存在不准确的情况，对故障定位的准确程度造成了一定的负面影响。

目前该领域中已有较多方法可以测量线路长度。传统方法比如距离阻抗法，得到线路的具体参数，即单位长度的阻抗值，然后通过负荷情况下两端的电压相量，得到线路上的电压差，从而计算出线路总长。

较为新型方法如无人机巡航定位法，派无人机沿线拍摄并记录杆塔的地理坐标；收集全线数据，进行图形拼接修复，再还原出全线的坐标数据。

然而，现有技术均存在较大的缺陷。如，阻抗距离法，未能考虑到线路的接地情况，也无法处理参数分布不均匀的问题，所以得到的线路档距信息往往存在较大的误差。

而无人机巡线法虽然能得到精确的杆塔定位，但其需要耗费大量的人力物力和技术成本，经过反复的图形收集、处理与计算，得到杆塔位置及其档距信息。一旦线路发生迁改，之前所有的测量信息均不再有效，需要全部重新测量，导致大量的资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路档距校核方法，从而克服了现有阻抗距离法测得的线路档距数据存在较大的误差，资源浪费的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种输电线路档距校核方法，包括以下步骤：

S1、利用安装在线路上的故障定位装置，收集一段时间内所有的行波数据，形成行波集合；

S2、选取任意两个不同安装位置的故障定位装置(M₁和M₂)，根据两个所述故障定位装置得到档距d_M；并在所述行波集合中选取两个所述故障定位装置采集到的任意两个行波数据，得到两个所述故障定位装置上所有的行波到达时刻t₁和t₂，计算时间差t₁-t₂＝t；

S3、若时间差t大于1ms，则放弃此两个行波的配对，选取两个所述故障定位装置采集的另外两个行波数据，直到得到所有属于两个所述故障定位装置的、且行波到达时刻的时间差不大于1ms的行波对，计算相应的行波对的时间差；

S4、根据所述S3所有得到的时间，计算得到距离集合，并对所述距离集合进行排序，画出曲线D；

S5、找到所述曲线D中的平稳部分，取所述平稳部分的平均值d_A，若所述平均值d_A和档距d_M的绝对误差e小于经验阈值，则所述档距没问题，否则所述档距存在误差，无法满足故障定位的需求，并将所述平均值d_A替代档距d_M。

进一步的，所述行波数据包括：故障数据、雷击数据及局部放电产生的行波电流。

进一步的，所述绝对误差e＝|d_A-d_M|/d_M。

进一步的，所述行波数据包括：所述经验阈值为3％。

进一步的，所述行波数据包括：对所述S3所有得到的时间差乘以波速v，得到距离集合d＝{d₁,d₂,…,d_n}。

进一步的，所述距离集合按照升序排列，排序后画成曲线D。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所提供的一种输电线路档距校核方法，通过选择需进行校核的线段，收集该段两端的故障定位装置采集到的行波数据，并按照要求对行波数据进行配对和计算时间差，得到测量档距集合后，与计算(数据库已录入)的档距进行对比分析，从而得到该段档距的准确度的结论，即可得到线路上任意两测量点之间记录档距的准确程度。本发明利用已有设备，收集平时的行波，即可进行档距校核，资源利用少，节约成本；还可以通过选择不同的设备，对线路的不同段落进行校核。针对性强，准确度高；计算简单，方便实施，容易操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种输电线路档距校核方法的流程图；

图2是本发明行波产生点位于测量区间内的情况示意图；

图3是本发明行波产生点位于测量区间外的情况示意图；

图4是本发明某500kV线路1338～1460号杆塔的测量档距与录入档距d_M的对比图。

图5是本发明某500kV线路1511～1566号杆塔的测量档距与录入档距d_M的对比图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所提供的一种输电线路档距校核方法包括以下步骤：

S1、利用安装在线路上的故障定位装置，收集一段时间内所有的行波数据，形成行波集合；行波数据包括：故障数据、雷击数据及局部放电等产生的行波电流。

S2、选取任意两个不同安装位置的故障定位装置M₁和M₂，根据两个故障定位装置得到档距d_M；并在行波集合中选取两个故障定位装置采集到的任意两个行波数据，得到两个故障定位装置上所有的行波到达时刻t₁和t₂，计算时间差t₁-t₂＝t。

S3、若时间差t大于1ms，则放弃此两个行波的配对，选取两个故障定位装置采集的另外两个行波数据，直到得到所有属于两个所述故障定位装置的、且行波到达时刻的时间差不大于1ms的行波对，计算相应的行波对的时间差。

S4、对S3所有得到的时间差乘以波速v，得到距离集合d＝{d₁,d₂,…,d_n}，并对距离集合按照升序进行排列，画出曲线D。

S5、找到曲线D中的平稳部分，取平稳部分的平均值d_A，若平均值d_A和档距d_M的绝对误差e＝|d_A-d_M|/d_M小于经验阈值，经验阈值为3％，则平稳部分的档距没问题，否则平稳部分的档距存在误差，无法满足故障定位的需求，并将平均值d_A替代档距d_M。

输电线路上发生故障、雷击，或者局部放电时，必然会产生行波电流，行波电流以接近光速从故障点向两边传播。

情况1如图2所示：当行波产生点位于所选的两个故障定位装置M₁和M₂之间，则行波到达两个故障定位装置的时刻之差t必然小于档距除以波速，即：

t<t₀＝d_M/v (1)

情况2如图3所示：当行波产生点位于所选的两个故障定位装置区间之外，则行波到达两个故障定位装置的时刻之差t必然等于档距除以波速，即：

t＝t₀＝d_M/v (2)

因此，所有收集到的行波进行配对，计算时间差乘以波速，可以分为两个部分，其中一部分满足情况1，其余的则满足情况2。S4中，得到距离集合d，按照升序排列，并画成曲线D，必然如实施例图3或图4一样呈现出“先上升后平稳”的趋势，无论曲线中，上升阶段的点如何分布，其平稳阶段的点，必然对应着实际设备间距。得到此平稳段的平均值，再与已录入的档距进行对比，即可得知已录入的档距准确程度。根据输电网故障定位的业务经验，一般当线路档距的误差超过3％时才会对定位结果造成过分的影响。

对本发明一种输电线路档距校核方法的实施例进行详细说明，以使本领域技术人员更了解本发明：

选取了某500kV输电线路一个月内共2871行波电流数据，该线路上已在12个不同杆塔上安装了分布式故障定位监测设备。选取其中1338号杆塔、1460号杆塔、1511号杆塔及1566号杆塔四个点的分布式故障定位监测设备，分别记为M₁，M₂，M₃和M₄。

其中，在所有行波电流数据中，选择分布式故障定位监测设备M₁和M₂采集的行波数据，通过数据库中的档距录入值d_M＝50774m得到档距；并对相应的行波数据进行时间差判断(S2、S3)，得到时间差小于1ms的行波对共97组样本，并按S4计算集合曲线D，与档距d_M＝50774m共同画出测量档距与录入档距的对比，如图4所示。

从图4中可以看出，曲线D中的平稳部分从第20号样本开始，到97号样本，得到这一部分的平均值为d_A＝51690m，因此误差为e＝(51690-50774)/50774＝0.018<0.03。可以得出结论：该线路1338号杆塔到1460号杆塔的区间档距满足故障定位的要求。

另外，选取分布式故障定位监测设备M₃和M₄采集的行波数据，通过数据库中的档距录入值d_M＝199614m得到档距；并对相应的行波数据进行时间差判断(S2、S3)，得到时间差小于1ms的行波对共32组样本，并按S4计算集合曲线D，与档距d_M＝199614m共同画出测量档距与录入档距的对比，如图5所示。

从图5中可以看出，曲线D中的平稳部分从第20号样本开始，到32号样本，得到这一部分的平均值为d_A＝216122m，得到误差为e＝(216122-199614)/199614＝0.083>0.03。可以得出结论：该线路1511号杆塔到1566号杆塔的区间档距有误，无法满足故障定位的要求。

综上，本发明一种输电线路档距校核方法，通过选择需进行校核的线段，收集该段两端的输电线路分布式故障定位装置采集到的行波数据，并按照要求进行配对和计算，得到测量档距集合后，与数据库已录入的档距进行对比分析，从而得到该段档距的准确度的结论。本发明利用已有设备，收集平时的行波，即可进行档距校核，资源利用少，节约成本；还可以通过选择不同的设备，对线路的不同段落进行校核。针对性强，准确度高；计算简单，方便实施，容易操作。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种输电线路档距校核方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、利用安装在线路上的故障定位装置，收集一段时间内所有的行波数据，形成行波集合；

S2、选取任意两个不同安装位置的故障定位装置，根据两个所述故障定位装置得到档距d_M；并在所述行波集合中选取两个所述故障定位装置采集到的任意两个行波数据，得到两个所述故障定位装置上所有的行波到达时刻t₁和t₂，计算时间差t₁-t₂＝t；

S3、若时间差t大于1ms，则放弃此两个行波的配对，选取两个所述故障定位装置采集的另外两个行波数据，直到得到所有属于两个所述故障定位装置的、且行波到达时刻的时间差不大于1ms的行波对，计算相应的行波对的时间差；

S4、根据所述S3所有得到的时间，计算得到距离集合，并对所述距离集合进行排序，画出曲线D；

S5、找到所述曲线D中的平稳部分，取所述平稳部分的平均值d_A，若所述平均值d_A和档距d_M的绝对误差e小于经验阈值，则所述档距没问题，否则所述档距存在误差，无法满足故障定位的需求，并将所述平均值d_A替代档距d_M。

2.根据权利要求1所述的输电线路档距校核方法，其特征在于：所述行波数据包括：故障数据、雷击数据及局部放电产生的行波电流。

3.根据权利要求1所述的输电线路档距校核方法，其特征在于：所述绝对误差e＝|d_A-d_M|/d_M。

4.根据权利要求1所述的输电线路档距校核方法，其特征在于：所述行波数据包括：所述经验阈值为3％。

5.根据权利要求1所述的输电线路档距校核方法，其特征在于：所述行波数据包括：对所述S3所有得到的时间差乘以波速v，得到距离集合d＝{d₁,d₂,…,d_n}。

6.根据权利要求1所述的输电线路档距校核方法，其特征在于：所述距离集合按照升序排列，排序后画成曲线D。

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