CN113189517A - 一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，利用高精度采集单元采集高保真低误差的录波信息，汇集单元通过网络将采集到的录波信息进行录波数据传输优化后上送到远程主站，远程主站针对上送的波形和对应的拓扑关系先进行扰波过滤，后进行接地故障定位。本发明基于良好的波形传输和扰波过滤的情况下，提供了研判的可靠数据，大大提高了接地故障判断的准确率。

Description

一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法

技术领域

本发明属于小电流接地故障技术领域，更具体的说是涉及一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法。

背景技术

供电可靠性是衡量供电系统性能的根本指标，所以定位故障、快速解决配电网故障、缩短停电次数和停电时间是提高供电可靠性的根本。在配电网故障中接地故障比例高，故障电流小。实际配电网的故障绝大多数是单相接地故障，约占总故障的60％～80％；其次是两相故障(包括对地短接)，约15％；而三相故障的比例最小，不到5％。所以解决小电流单相接地故障，对提高配电网供电可靠性有决定性作用。

国外对小电流接地系统的应用已经很多，对接地故障的选线和定位，都有了一定的研究，但是在电网架构上和接地方式上和我国差异较大并不适用。目前国内主要的选线方法有：比幅法、比相法、群体比幅比相法，首半波法，谐波电流方向法、五次谐波分量法、小波分析等选线方法。小电流故障的定位也有了稳态分量和暂态分量的研究。

但是基于这些研究，在实际应用中的效果并不理想，算法针对的接地情况不同，没有得到融合使用，波形是接地分析的基础，但是波形上传存在效率低时间长等问题，对于同一母线多馈线的波形上送存在漏传和后传的问题，所以对小电流接地故障的识别、定位和分析还有必要进一步研究。

因此，如何提供一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，基于良好的波形传输和扰波过滤的情况下，提供了研判的可靠数据，大大提高了接地故障判断的准确率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，利用高精度采集单元采集高保真低误差的录波信息，汇集单元通过网络将采集到的录波信息进行录波数据传输优化后上送到远程主站，远程主站针对上送的波形和对应的拓扑关系先进行扰波过滤，后进行接地故障定位。

优选的，高精度采集单元采用高精度的故障指示器，采样率在12.8KHz，三相同步精度在30us。

优选的，录波数据传输优化的方法为：基于标准的101规约，增加新规约，由256字节扩增至1024字节，在电力系统暂态数据交换通用格式BIN和ASCII这两种方式的基础上，构建atms类型的波形压缩数据，进一步缩短波形文件传输时间。

优选的，采用波形自检和拓扑过滤两种维度的扰波过滤。

优选的，波形自检包括单波自检与参考自检，其中

单波自检，是单个波形的正确率排查，运用三相电流相位差120度的原理，针对单个波形计算波形的A、B、C三相首波相位；针对首波相位，计算相间相位差，相位差进行两两比对，并进行区间判断，得出波形是否存在挂反情况，从而得出波形的自检结果。

参考自检，选取馈线首个单波自检通过的波形，以该波为参照点判断后续的波形位置方向是否正确。

优选的，参考自检的流程如下：

1)以馈线为单位，进行参考自检，从进电口开始寻找自检通过的点位参考点，轮询参考点后面的录波，进行比较；

2)计算相位差：rUA-jUA记为LAA’；LAA’>90，A相错位竖起；

计算相位差：rUB-jUB记为LBB’；LBB’>90，B相错位竖起；

计算相位差：rUC-jUC记为LCC’；LCC’>90，C相错位竖起；

3)判断错位个数，如果错误个数为0，则波形正确；错位个数为1，波形错误；否则开始判断三相挂错；

4)A错位且B错位，计算LAB，如果|LAB|<90，AB挂反；

A错位且C错位，计算LAC，如果|LAC|<90，AC挂反；

B错位且A错位，计算LBA,如果|LBA|<90，BA挂反；

B错位且C错位，计算LBC，如果|LBC|<90，BC挂反；

C错位且B错位，计算LCB,如果|LCB|<90,CB挂反；

C错位且A错位，计算LCA，如果|LCA|<90，CA挂反；

5)判断结果集，比对结果集是否成对，不成对则波形就为错误波；成对就挂错。

优选的，拓扑过滤的方法为：

分为两种情况：一是，母线下只有小于三条的馈线，每条馈线直接进行定位，漏过选线规则；

二是，母线下有大于等于三条以上的馈线：(1)只有两条馈线具备波形，则为扰动波形，不进行研判；(2)有三条馈线具备波形，先选线，后定位；

选线为母线接地时，如果波形不是第一个波，存在漏波的情况，则报告为各个线的故指之前以及其他线路；否则，为母线接地。

本发明的有益效果在于：

本发明规约有效传输字节扩增并构建atms类型的波形压缩数据，加速了波形的传输，在一定程度上减少了通信流量的消耗，为接地研判提供及时有效的波形基础。通过采用波形自检和拓扑过滤两种维度的扰波过滤进行接地定位抗扰波过滤，剔除问题波形，从而降低了误判漏判概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的方法流程图。

图2附图为远程主站的研判流程图。

图3附图为本发明单波自检的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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，都属于本发明保护的范围。

本发明基于标准101规约，自主扩增了有效传输字节并结合压缩算法，实现波形的高效上传。针对波形的传输情况不同，可能存在的误判情况，制定了一套扰波过滤方法。基于良好的波形传输和扰波过滤的情况下，提供了研判的可靠数据，大大提高了接地故障判断的准确率。为线路故障提供可靠的故障点，降低故障排查时间，从而降低停电时间，提高供电可靠性。

请参阅附图1，本发明提供了一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，利用高精度采集单元采集高保真低误差的录波信息，汇集单元通过网络将采集到的录波信息进行录波数据传输优化后上送到远程主站，远程主站针对上送的波形和对应的拓扑关系先进行扰波过滤，后进行接地故障定位。其中高保真低误差的录波信息为后续的分析提供了数据基础。

本实施例中，高精度采集单元采用高精度的故障指示器，采样率在12.8KHz，三相同步精度在30us。

本实施例中，录波数据传输优化的方法为：基于标准的101规约，增加新规约，由256字节扩增至1024字节，目前GBT 22386-2008电力系统暂态数据交换通用格式主要有BIN和ASCII两种方式。在这两种方式的基础上，构建atms类型的波形压缩数据，进一步缩短波形文件传输时间，提高波形文件传输效率。针对波形文件的传输，经过一系列的测试优化，传输速率提升了2倍多，参考

表1。

表1

请参阅附图2，为本发明远程主站的研判流程图，主要执行步骤如下：

诊断服务实时进行波形的监测，波形上送，解析，波形完整上送后，进行波形自检，识别波形对应的母线。监测同一母线下对应馈线的所有设备上送的波形，一条母线监测10分钟(可配置)；

完成波形的等待操作，以母线为单位形成接地事项，以馈线为单位进行波形完整性监测，同一馈线下超时无波的设备，进行波形重召；

以母线为单位，进行母线下所有馈线的波形过滤操作，进行拓扑过滤；

判断馈线首波是否完整，不完整进行直接定位，完整则进行选线操作；

先进行选线算法操作，在一母线多馈线的模式下，进行选线；选定故障线路，下一步对故障线路进行定位操作，定位故障线路的具体故障点。

本发明中的扰波指的是人为因素导致三相装错，故指装反的错误波形数据以及基于线路拓扑由于各种因素导致的漏传，后传从而使研判错误的波形数据。经过扰波过滤方案，降低了误判的概率并进一步规范现场的设备安装，为长期的小电流接地研判提供了先决条件。

本发明主要提供了两种维度的扰波过滤：波形自检和拓扑验证。

其中，波形自检包括单波自检与参考自检，

单波自检，主要是单个波形的正确率排查，运用三相电流相位差120度的原理。针对单个波形计算波形的A、B、C三相首波相位LAB、LBC、LCA。针对首波相位，计算相间相位差，相位差进行两两比对，并进行区间判断，得出波形是否存在挂反情况，从而得出波形的自检结果，参考附图3。

参考自检，选取馈线首个单波自检通过的波形，以该波为参照点判断后续的波形位置方向是否正确。

参考自检的流程如下：

1)以馈线为单位，进行参考自检，从进电口开始寻找自检通过的点位参考点，轮询参考点后面的录波，进行比较；

2)计算相位差：rUA-jUA记为LAA’；LAA’>90，A相错位竖起；

计算相位差：rUB-jUB记为LBB’；LBB’>90，B相错位竖起；

计算相位差：rUC-jUC记为LCC’；LCC’>90，C相错位竖起；

3)判断错位个数，如果错误个数为0，则波形正确；错位个数为1，波形错误；否则开始判断三相挂错；

4)A错位且B错位，计算LAB，如果|LAB|<90，AB挂反；

A错位且C错位，计算LAC，如果|LAC|<90，AC挂反；

B错位且A错位，计算LBA,如果|LBA|<90，BA挂反；

B错位且C错位，计算LBC，如果|LBC|<90，BC挂反；

C错位且B错位，计算LCB,如果|LCB|<90,CB挂反；

C错位且A错位，计算LCA，如果|LCA|<90，CA挂反；

5)判断结果集，比对结果集是否成对，不成对则波形就为错误波；成对就挂错。

本实施例中，拓扑过滤的方法为：

分为两种情况：一是，母线下只有小于三条的馈线，每条馈线直接进行定位，漏过选线规则；

二是，母线下有大于等于三条以上的馈线：(1)只有两条馈线具备波形，则为扰动波形，不进行研判；(2)有三条馈线具备波形，先选线，后定位；

选线为母线接地时，如果波形不是第一个波，存在漏波的情况，则报告为各个线的故指之前以及其他线路；否则，为母线接地。

本发明规约有效传输字节扩增并构建atms类型的波形压缩数据，加速了波形的传输，在一定程度上减少了通信流量的消耗，为接地研判提供及时有效的波形基础。通过采用波形自检和拓扑过滤两种维度的扰波过滤进行接地定位抗扰波过滤，剔除问题波形，从而降低了误判漏判概率。故指方向和相位安装的前期识别能够有利于扰波过滤机制、故指安装方向和挂错的判定。

通过本发明，可知接地故障录波是小电流接地故障定位的分析数据基础，波形的形成、汇集、传输分析都是重要环节。本发明的适用前提在采集单元采样率为12.8KHz。数据由高精度采集单元采集，汇集单元进行汇总，合成零序电流，三相同步的精度在30us。

汇集单元形成的波形经过压缩，通过网络传输到主站，在传输过程中，新版规约扩充了数据传输的有效长度，从而加快了波形的传输效率。在同一个母线多条馈线的情况下，能够减少传输效率低导致的波形后传从而导致接地故障分析误判和漏判的问题。

波形上送到主站后，前置服务进行解压缩，故障定位程序会进行波形的过滤处理。单波自检机制，能够初步判定挂错挂反情况；参考自检机制能够通过参照点进行进一步的识别波形的正确情况。自检之后，进行纠错进入下一步的拓扑过滤。

请参阅附图3，为本发明单波自检的流程图，采用电流波形自检法，主要针对单个录波波形进行研判，不进行参考点的参考研判操作。

波形进行解析，解析出具体的三相电流和零序电流以及三相电压。对应相的电流电压，进行相角差比较，如果电流和电压的相角差大于90°(不包含90°)，小于180°(包含180°)，则CT装反，对应相电流要进行系数为-1的相乘操作，供后续的计算和研判。

检测完CT装反的情况，开始进行A相和C相挂错的研判。计算A相和B相的相角差LAB，B相和C相的相角差LBC，如果110<LAB<130且110<BC<130,则波形坏死；如果-130<LAB<-110且-130<LBC<-110,AC，则挂错。

拓扑过滤机制有效的进行母线接地的进一步筛选，从而过滤掉误判结果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，其特征在于，利用高精度采集单元采集高保真低误差的录波信息，汇集单元通过网络将采集到的录波信息进行录波数据传输优化后上送到远程主站，远程主站针对上送的波形和对应的拓扑关系先进行扰波过滤，后进行接地故障定位。

2.根据权利要求1所述的一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，其特征在于，高精度采集单元采用高精度的故障指示器，采样率在12.8KHz，三相同步精度在30us。

3.根据权利要求1所述的一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，其特征在于，录波数据传输优化的方法为：基于标准的101规约，增加新规约，由256字节扩增至1024字节，在电力系统暂态数据交换通用格式BIN和ASCII这两种方式的基础上，构建atms类型的波形压缩数据，进一步缩短波形文件传输时间。

4.根据权利要求1所述的一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，其特征在于，采用波形自检和拓扑过滤两种维度的扰波过滤。

5.根据权利要求4所述的一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，其特征在于，波形自检包括单波自检与参考自检，其中

单波自检，是单个波形的正确率排查，运用三相电流相位差120度的原理，针对单个波形计算波形的A、B、C三相首波相位；针对首波相位，计算相间相位差，相位差进行两两比对，并进行区间判断，得出波形是否存在挂反情况，从而得出波形的自检结果；

参考自检，选取馈线首个单波自检通过的波形，以该波为参照点判断后续的波形位置方向是否正确。

6.根据权利要求5所述的一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，其特征在于，参考自检的流程如下：

1)以馈线为单位，进行参考自检，从进电口开始寻找自检通过的点位参考点，轮询参考点后面的录波，进行比较；

2)计算相位差：rUA-jUA记为LAA’；LAA’>90，A相错位竖起；

计算相位差：rUB-jUB记为LBB’；LBB’>90，B相错位竖起；

计算相位差：rUC-jUC记为LCC’；LCC’>90，C相错位竖起；

3)判断错位个数，如果错误个数为0，则波形正确；错位个数为1，波形错误；否则开始判断三相挂错；

4)A错位且B错位，计算LAB，如果|LAB|<90，AB挂反；

A错位且C错位，计算LAC，如果|LAC|<90，AC挂反；

B错位且A错位，计算LBA,如果|LBA|<90，BA挂反；

B错位且C错位，计算LBC，如果|LBC|<90，BC挂反；

C错位且B错位，计算LCB,如果|LCB|<90,CB挂反；

C错位且A错位，计算LCA，如果|LCA|<90，CA挂反；

5)判断结果集，比对结果集是否成对，不成对则波形就为错误波；成对就挂错。

7.根据权利要求4所述的一种接地故障录波文件高效传输过滤的分析方法，其特征在于，拓扑过滤的方法为：

分为两种情况：一是，母线下只有小于三条的馈线，每条馈线直接进行定位，漏过选线规则；

二是，母线下有大于等于三条以上的馈线：(1)只有两条馈线具备波形，则为扰动波形，不进行研判；(2)有三条馈线具备波形，先选线，后定位；

选线为母线接地时，如果波形不是第一个波，存在漏波的情况，则报告为各个线的故指之前以及其他线路；否则，为母线接地。

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