CN110988520B - 一种时标无误差的波形分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种时标无误差的波形分析方法，涉及主站综合利用各类信息对电力系统故障综合处理领域，包括通过保信系统的波形数据进行波形数据的提取、分析、展示；通过录波主站系统的波形数据提取、分析和展示；两套系统虽然都是对故障波形数据的感知，但是不同的采样精度，不同的制造厂家，维护数据质量等不相同，利用两套波形数据相互补充，相互校验的机制对波形分析具有重大的意义。

Description

一种时标无误差的波形分析方法
技术领域
本发明属于主站综合利用各类信息对电力系统故障综合处理领域，特别是涉及一种时标无误差的波形分析方法。
背景技术
与调度自动化构成的计算机网络记录的电网运行稳态过程相比，继电保护装置和故障录波器记录了电网故障的暂态过程，故障录波信息的采集和分析无疑将提高电力系统调度与运行的水平，提高处理电力系统事故的快速反应能力。目前故障诊断使用的数据一般来源于EMS/SCADA系统，包括开关和保护动作告警信息，实时断面信息，但对故障相别、测距等详细的故障性质的分析比较困难，也不能排除保护动作的误动情况。
作为电网故障暂态过程的记录源数据，利用故障波形信息可分析出电网发生的故障类型、故障相别、故障地点等精细的故障数据，结合实际的电气量波形对保护、开关和重合闸的动作性能进行评价，可实现一次设备的诊断，而且对二次设备的动作性能具备评价能力，扩展传统电网故障诊断的诊断范畴。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种时标无误差的波形分析方法，具体技术方案如下：
一种时标无误差的波形分析方法，包括如下步骤：
步骤S1, 在收到故障诊断结果后，通过故障录波主站信息管理系统和继电保护及故障信息管理系统获取相应可疑故障设备的录波波形数据，通过继电保护及故障信息管理系统获取可疑故障设备对应的继电保护装置的定值信息，根据可疑故障设备的类型，进入波形预处理流程，经过通道抽取和波形拼接，得到重建的波形文件；
步骤S2，根据步骤S1预处理后重建的波形文件，进行故障点分析、保护动作行为分析，根据不同故障设备类型进入不同的分析流程，若可疑故障设备是线路，则进入线路故障录波数据分析流程，若可疑故障设备是变压器，则进入变压器故障录波数据分析流程，若可疑故障设备是母线，则进入母线故障录波数据分析流程，并得出波形分析结果；
步骤S3，根据步骤S2得出的波形分析结果，进行分析结果互相校验，并对故障诊断结果进行校验和完善故障信息。
进一步地，所述步骤S1的波形预处理流程包括：删除波形文件；抽取通道，对于线路、变压器、母线不同类型故障设备，抽取的通道信息不同；拼接波形和频率转换，存在波形通道按照时间的拼接和按照频率的转换；重建通道号，重建预处理后的波形文件，波形文件名按固定格式命名。
进一步地，所述步骤S2的故障点分析内容包括：故障位置、故障类型、故障相别、故障电流、相电流、零序电流、负序电流、故障电压信息；保护动作行为分析具体为结合继电保护装置定值信息，判断保护行为是否异常，保护动作行为是否完整。
进一步地，所述步骤S3的校验包括：确认故障是否真的发生在快速故障诊断结果指示的故障设备的区内或者区外；校验保护不同套别的波形分析结果；校验来自故障录波主站信息管理系统和继电保护及故障信息管理系统的多源波形数据分析结果。
本发明的有益效果为：
利用波形数据以详细分析故障暂态特性，可以检验故障快速诊断的结果是否正确，并且完善故障详细信息，如故障相别、故障点位置、故障电流等；波形数据来源于故障录波主站信息管理系统或继电保护及故障信息管理系统，两个系统的波形数据相互独立，其分析结果可以互相校验，进一步检验故障诊断结果；结合保信系统的保护定值信息，可以对保护动作行为进行分析和校核。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
一种时标无误差的波形分析方法，包括如下步骤：
步骤S1, 在收到故障诊断结果后，通过故障录波主站信息管理系统和继电保护及故障信息管理系统获取相应可疑故障设备的录波波形数据，通过继电保护及故障信息管理系统获取可疑故障设备对应的继电保护装置的定值信息，根据可疑故障设备的类型，进入波形预处理流程，经过通道抽取和波形拼接，得到重建的波形文件。
具体的波形预处理流程包括删选波形文件，抽取通道；对于线路、变压器、母线等不同类型故障设备，抽取的通道信息不同；拼接通道波形和转换波形通道，波形通道按照时间的拼接和按照频率的转换；进行通道号的重建，重建预处理后的波形文件，波形文件名按固定格式命名。
故障波形预处理系统的输入和输出如下：
输入：组群得到的原始波形文件集合，组群得到的故障元件相关的通道集合
输出：故障详细计算所需要的波形文件（单个），故障详细计算通道映射表。
在收到智能故障组群管理模块数据准备就绪的通知后，进入相应可疑故障设备的波形预处理流程。
快速故障分析在组群的时候，按照下列方法将故障元件相关的通道信息获取出来：
若故障元件是线路，只需要找到和其本身相关联的模拟量通道(Ua,Ub,Uc,Ia,Ib,Ic等)和拓扑搜索对侧相关联的通道(Uar,Ubr,Ucr,Iar,Ibr,Icr等)以及保护跳闸开入通道。
若故障元件是母线,拓扑搜索和其相关联的所有支路，在搜索出和这些支路相关联的电流通道(Ia,Ib,Ic等)。
若故障元件是变压器,拓扑搜索和各侧相关联的所有分支，在搜索出各侧各分支相关联的通道(Ia,Ib,Ic等)。
故障波形预处理具体如下：
（1）抽取通道：将故障设备相关联的支路电流，电压通道从所属的各个原始波形文件抽取出来并合并到一个文件中去；
（2）拼接通道波形和转换波形通道，波形通道按照时间的拼接和按照频率的转换；
（3）进行通道号的重建；
（4）重建预处理后的波形文件，波形文件名可以按照如下格式命名：
厂站名_设备名_年_月_时_分_秒.cfg
厂站名_设备名_年_月_时_分_秒.dat
这里的年月日时分秒即为波形文件形成的时间。如果故障元件（如联络线）不单独属于某个厂站，则厂站名为空，波形文件名如下：
_设备名_年_月_时_分_秒.cfg
_设备名_年_月_时_分_秒.dat 。
步骤S2，根据步骤S1预处理后重建的波形文件，进行故障点分析，故障点分析的内容包括故障位置、故障类型、故障相别、故障电流、相电流、零序电流、负序电流、故障电压等信息；保护动作行为分析具体为结合继电保护装置定值信息，判断保护行为是否异常，保护动作行为是否完整；
根据不同故障设备类型进入不同的分析流程进行保护动作行为分析，若可疑故障设备是线路，则进入线路故障录波数据分析流程，若可疑故障设备是变压器，则进入变压器故障录波数据分析流程，若可疑故障设备是母线，则进入母线故障录波数据分析流程，并得出结果；
（1）线路故障的录波数据分析具体为：
本模块接收经过预处理的COMTRADE格式的录波文件，再导入配置信息文件和相应的定值，计算出故障点的各种电气量和双端测距的结果，以及保护动作行为分析结果。
（2）母线故障的录波数据分析具体为：
本模块接收经过预处理的COMTRADE格式的录波文件，再导入配置信息文件和相应的定值，计算出故障点的各种电气量，判断母差保护是否该动作。
（3）变压器故障的录波数据分析具体为：
本模块接收经过预处理的COMTRADE格式的录波文件，再导入配置信息文件和相应的定值，计算出故障点的各种电气量，判断变压器差动保护是否该动作。
步骤S3，根据步骤S2得出的波形分析结果，进行分析结果互相校验，及对故障诊断结果进行校验和完善故障信息，确认故障是否真的发生在快速故障诊断结果指示的故障设备的区内或者区外；校验保护不同套别的波形分析结果；校验来自故障录波主站信息管理系统和继电保护及故障信息管理系统的多源波形数据分析结果。
在收到故障诊断智能组群的通知后，结合故障录波的故障诊断子系统访问该故障组群单元，对组群单元中的可疑故障设备的采集波形进行预处理，将波形文件转换成分析所需格式；然后根据可疑故障设备类型的差别，进入不同的保护专家领域（线路保护、母线保护、主变保护等）进行故障录波的在线分析，实现对一次设备故障的精细判断，弥补快速故障诊断源数据类型和算法不足导致的一些缺陷。
本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种时标无误差的波形分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1, 在收到故障诊断结果后，通过故障录波主站信息管理系统和继电保护及故障信息管理系统获取相应可疑故障设备的录波波形数据，通过继电保护及故障信息管理系统获取可疑故障设备对应的继电保护装置的定值信息，根据可疑故障设备的类型，进入波形预处理流程，经过通道抽取和波形拼接，得到重建的波形文件；
所述通道抽取具体为：首先确定故障元件类型，所述故障元件类型包括线路、母线和变压器；故障元件为线路时，通道抽取为找到和其本身相关联的模拟量通道和拓扑搜索对侧相关联的通道以及保护跳闸开入通道；故障元件为母线时，通道抽取为拓扑搜索和其相关联的所有支路，在搜索出和这些支路相关联的电流通道；故障元件为变压器时，通道抽取为拓扑搜索和各侧相关联的所有分支，在搜索出各侧各分支相关联的通道；
步骤S2，根据步骤S1预处理后重建的波形文件，进行故障点分析、保护动作行为分析，根据不同故障设备类型进入不同的分析流程，若可疑故障设备是线路，则进入线路故障录波数据分析流程，若可疑故障设备是变压器，则进入变压器故障录波数据分析流程，若可疑故障设备是母线，则进入母线故障录波数据分析流程，并得出波形分析结果；
步骤S3，根据步骤S2得出的波形分析结果，进行分析结果互相校验，并对故障诊断结果进行校验和完善故障信息，所述互相校验具体为校验来自故障录波主站信息管理系统和继电保护及故障信息管理系统的多源波形数据分析结果。
2.根据权利要求1所述的一种时标无误差的波形分析方法，其特征在于：所述步骤S1的波形预处理流程包括：删除波形文件；抽取通道，对于线路、变压器、母线不同类型故障设备，抽取的通道信息不同；拼接波形和频率转换，存在波形通道按照时间的拼接和按照频率的转换；重建通道号，重建预处理后的波形文件，波形文件名按固定格式命名。
3.根据权利要求1所述的一种时标无误差的波形分析方法，其特征在于：所述步骤S2的故障点分析内容包括：故障位置、故障类型、故障相别、故障电流、相电流、零序电流、负序电流、故障电压信息；保护动作行为分析具体为结合继电保护装置定值信息，判断保护行为是否异常，保护动作行为是否完整。
4.根据权利要求1所述的一种时标无误差的波形分析方法，其特征在于：所述步骤S3的校验包括：确认故障是否真的发生在快速故障诊断结果指示的故障设备的区内或者区外；校验保护不同套别的波形分析结果；校验来自故障录波主站信息管理系统和继电保护及故障信息管理系统的多源波形数据分析结果。
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