CN112798894A - 超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，包括瞬态事件触发录波启动条件与录波测试流程。本申请的录波测试方法针对超高压站的瞬态事件进行故障录波，构造快速且相对准确的启动判据，提取瞬态事件发生瞬间的暂态信号分量，给予一定的抗干扰能力，有效减少误录波的同时最大限度提高过压振荡等现象的录波可靠性；本申请提出的录波测试方法，在系统发生故障或录波需要时，利用宽频测量技术，暂态事故记录系统识别并利用显著存在的暂态过程触发，在宽频谱范围内获取低失真、高去噪和快速实时的波形数据，能传输、存储和显示录波数据及相关内容，以备查询分析故障事件和系统状态，有利于系统的快速恢复与故障排除。

Description

超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法

技术领域

本申请涉及变电站触发录波测试技术领域，尤其涉及超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，用于针对超高压变电站中存在的非典型振荡事件的波形识别及捕捉。

背景技术

在超高压变电站内，对高压空载母线进行开关操作时，将沿母线产生极强的瞬态电磁过程，进而通过空间耦合和传导耦合对基于微电子和计算机控制技术的二次保护设备产生强烈的电磁干扰。

现阶段基于典型的故障与振荡条件下的波形识别较多，识别条件单一且覆盖频率范围固定，小信号识别的灵敏度不高，检测时间较长不适用于实时录波；目前主流的暂态录波启动条件是载流导体对地电压的比例感应值即相电场强度突变，通过采集比较相电场强度的突变值，来触发数据采集单元对信号进行录波，零序分量则通过三相数据合成，形成录波文件送至配电主站；线路自身存在的干扰和不对称都会对暂态录波型故障指示器录波启动产生直接影响。

然而然而现有中存在如下缺点：

1、触发条件单一且覆盖频率范围固定，小信号识别的灵敏度不高，大干扰下录波可靠性下降；

2、录波装置信息冗余，不能及时释放储存空间，正常运行时占用储存空间较大；

3、一但SCADA采集到的开关量信息失准，故障录波系统暂态分量提取不准确，难以高效、精准辨识故障发生时刻。

因此我们需要提出超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法。

发明内容

本申请实施例提供超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，包括：

瞬态事件触发录波启动条件：

利用不断更新的缓冲区数据提取信号暂态特征，在故障发生时，利用故障前后k个周波的数据快速判断启动条件，设故障时刻采样点序号为0，故障后构造信号突变量：

ΔS[j]＝S[j]-S[j-(k×N)]，j、k＝0，2，...，2N-1；

并以每半周波求取突变量之和，求取ΔS[j]的平均值：

其中N为每周波采样点数，设定门槛值当

并且考虑连续m个周波平均值均小于定值

时，m小于缓存区周波数，判定为瞬态事件，启动录波；

录波测试流程：

录波功能支持接收多路模拟量信息，在接收数据后通过信号处理、在线录波模块和录波前置机建立通讯，约定通讯协议并在内存中分配数据包存储的地址空间；

在无事件发生系统正常运行时，通过串口不断接收数据并缓存8个周波数据至flash建立缓存区，当系统识别出故障的暂态振荡信息时，在缓存区中取故障时刻前8周波数据，录波软件启动录波，直至保存200周波，报告上传录波数据，等待用户确认后将录波数据上传至前置机。

本申请实施例采用下述技术方案：所述数据缓冲区用于为用户前端用来存储、操纵数据的对象。

本申请实施例采用下述技术方案：录波测试流程中，建立通讯的方式包括信号处理、在线录波模块和录波前置机。

本申请实施例采用下述技术方案：所述信号处理包括对接受的数据信号进行变换、滤波、调制、解调、检测以及谱分析和估计。

本申请实施例采用下述技术方案：所述在线录波模块设置为具有LoRa无线传输模块的在线录波模块。

本申请实施例采用下述技术方案：所述录波前置机设置为具有WATCH-DOG技术和巡检功能的高速度高精度录波前置机。

本申请实施例采用下述技术方案：所述录波前置机包括工控机、电子盘和接口系统。

本申请实施例采用下述技术方案：所述录波录波前置机的电子盘设置为半导体电子盘，所述半导体电子盘支持操作系统及应用软件固化。

本申请实施例采用下述技术方案：所述接口系统用于前置机通信、向前置机发送定值/同步脉冲、检查前置机工作状态与读取录波装置记录的数据。

本申请实施例采用下述技术方案：所述录波前置机设置为备用电源模块，所述备用电源模块设置为功率至少为10kw且可延时90分钟的UPS不间断电源。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

1、本申请提出的录波测试方法针对超高压站的瞬态事件进行故障录波，充分利用缓冲区数据构造快速且相对准确的启动判据，提取瞬态事件发生瞬间的暂态信号分量，同时给予一定的抗干扰能力，有效减少误录波的同时最大限度提高过压振荡等现象的录波可靠性；

2、本申请提出的录波测试方法，在系统发生故障或录波需要时，利用宽频测量技术，暂态事故记录系统识别并利用显著存在的暂态过程触发，在宽频谱范围内获取低失真、高去噪和快速实时的波形数据，及时记录各个电气量及开关量的变化情况，并能传输、存储和显示录波数据及相关内容，以备查询分析故障事件和系统状态，有利于系统的快速恢复与故障排除。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法的录波流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例

超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，包括：

瞬态事件触发录波启动条件：

利用不断更新的缓冲区数据提取信号暂态特征，在故障发生时，利用故障前后k个周波的数据快速判断启动条件，设故障时刻采样点序号为0，故障后构造信号突变量：

ΔS[j]＝S[j]-S[j-(k×N)]，j、k＝0，2，...，2N-1；

并以每半周波求取突变量之和，求取ΔS[j]的平均值：

其中N为每周波采样点数，设定门槛值当

并且考虑连续m个周波平均值均小于定值

时，m小于缓存区周波数，判定为瞬态事件，启动录波；

录波测试流程：

录波功能支持接收多路模拟量信息，在接收数据后通过信号处理、在线录波模块和录波前置机建立通讯，约定通讯协议并在内存中分配数据包存储的地址空间；

在无事件发生系统正常运行时，通过串口不断接收数据并缓存8个周波数据至flash建立缓存区，当系统识别出故障的暂态振荡信息时，在缓存区中取故障时刻前8周波数据，录波软件启动录波，直至保存200周波，报告上传录波数据，等待用户确认后将录波数据上传至前置机。

本申请提出的录波测试方法针对超高压站的瞬态事件进行故障录波，充分利用缓冲区数据构造快速且相对准确的启动判据，提取瞬态事件发生瞬间的暂态信号分量，同时给予一定的抗干扰能力，有效减少误录波的同时最大限度提高过压振荡等现象的录波可靠性；

本申请提出的录波测试方法，在系统发生故障或录波需要时，利用宽频测量技术，暂态事故记录系统识别并利用显著存在的暂态过程触发，在宽频谱范围内获取低失真、高去噪和快速实时的波形数据，及时记录各个电气量及开关量的变化情况，并能传输、存储和显示录波数据及相关内容，以备查询分析故障事件和系统状态，有利于系统的快速恢复与故障排除。

数据缓冲区用于为用户前端用来存储、操纵数据的对象。

录波测试流程中，建立通讯的方式包括信号处理、在线录波模块和录波前置机；信号处理包括对接受的数据信号进行变换、滤波、调制、解调、检测以及谱分析和估计；在线录波模块设置为具有LoRa无线传输模块的在线录波模块。

录波前置机设置为具有WATCH-DOG技术和巡检功能的高速度高精度录波前置机；录波前置机包括工控机、电子盘和接口系统；录波录波前置机的电子盘设置为半导体电子盘，半导体电子盘支持操作系统及应用软件固化；接口系统用于前置机通信、向前置机发送定值/同步脉冲、检查前置机工作状态与读取录波装置记录的数据；

录波前置机的工控机储存空间大可以记录多次故障。由于利用了工控机，人机对话界面可配以彩色显示器、标准键盘及汉字打印机，以方便地实现整定(运行人员修改时钟和根据运行需要修改定值以及屏蔽录波装置的启动量)、维护、分析和打印。

录波前置机设置为备用电源模块，备用电源模块设置为功率至少为10kw且可延时90分钟的UPS不间断电源。

综上所述：本申请提出的录波测试方法针对超高压站的瞬态事件进行故障录波，充分利用缓冲区数据构造快速且相对准确的启动判据，提取瞬态事件发生瞬间的暂态信号分量，同时给予一定的抗干扰能力，有效减少误录波的同时最大限度提高过压振荡等现象的录波可靠性；

本申请提出的录波测试方法，在系统发生故障或录波需要时，利用宽频测量技术，暂态事故记录系统识别并利用显著存在的暂态过程触发，在宽频谱范围内获取低失真、高去噪和快速实时的波形数据，及时记录各个电气量及开关量的变化情况，并能传输、存储和显示录波数据及相关内容，以备查询分析故障事件和系统状态，有利于系统的快速恢复与故障排除。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，包括：

瞬态事件触发录波启动条件：

利用不断更新的缓冲区数据提取信号暂态特征，在故障发生时，利用故障前后k个周波的数据快速判断启动条件，设故障时刻采样点序号为0，故障后构造信号突变量：

ΔS[j]＝S[j]-S[j-(k×N)]，j、k＝0，2，...，2N-1；

并以每半周波求取突变量之和，求取ΔS[j]的平均值：

其中N为每周波采样点数，设定门槛值当

并且考虑连续m个周波平均值均小于定值

时，m小于缓存区周波数，判定为瞬态事件，启动录波；

录波测试流程：

录波功能支持接收多路模拟量信息，在接收数据后通过信号处理、在线录波模块和录波前置机建立通讯，约定通讯协议并在内存中分配数据包存储的地址空间；

在无事件发生系统正常运行时，通过串口不断接收数据并缓存8个周波数据至flash建立缓存区，当系统识别出故障的暂态振荡信息时，在缓存区中取故障时刻前8周波数据，录波软件启动录波，直至保存200周波，报告上传录波数据，等待用户确认后将录波数据上传至前置机。

2.根据权利要求1所述的超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，所述数据缓冲区用于为用户前端用来存储、操纵数据的对象。

3.根据权利要求1所述的超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，录波测试流程中，建立通讯的方式包括信号处理、在线录波模块和录波前置机。

4.根据权利要求3所述的超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，所述信号处理包括对接受的数据信号进行变换、滤波、调制、解调、检测以及谱分析和估计。

5.根据权利要求3所述的超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，所述在线录波模块设置为具有LoRa无线传输模块的在线录波模块。

6.根据权利要求3所述的超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，所述录波前置机设置为具有WATCH-DOG技术和巡检功能的高速度高精度录波前置机。

7.根据权利要求6所述的超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，所述录波前置机包括工控机、电子盘和接口系统。

8.根据权利要求7所述的超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，所述录波录波前置机的电子盘设置为半导体电子盘，所述半导体电子盘支持操作系统及应用软件固化。

9.根据权利要求7所述的超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，所述接口系统用于前置机通信、向前置机发送定值/同步脉冲、检查前置机工作状态与读取录波装置记录的数据。

10.根据权利要求6所述的超高压变电站用瞬态事件触发录波测试方法，其特征在于，所述录波前置机设置为备用电源模块，所述备用电源模块设置为功率至少为10kw且可延时90分钟的UPS不间断电源。

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