CN113985195B - 一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法，包括获取输电线路故障录波图，该输电线路故障录波图上形成有保护动作开关量波形、输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；若检测到输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失，且保护动作开关量波形和母线三相电压波形上均未存在突变的波形，则认定电网发生故障且未出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息，并进一步根据预先定义的电网故障时序性图谱，确定该电网故障是因断路器偷跳而导致的。实施本发明，无需数学计算，简单直观，且省时省力，能准确地分析出因断路器偷跳而导致电网故障。
Description
技术领域
本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法及系统。
背景技术
电网故障特征之一是故障数据具有明显的时序性，具体表现为电网发生故障后，电网各节点保护装置根据电压、电流等电气量的突变启动，用以判断是否为保护范围的电气设备故障，是否发出动作信号以及是否跳开对应断路器。即，如图1所示，电网故障时序性表示为电网发生故障→保护装置启动→保护动作信息发出→断路器跳开→断路器断开信息返回等。因此，电网故障时序性是电网故障分析的关键，是判断电网故障发展过程、保护动作与否以及断路断开的重要判据。
然而，断路器因本身设备老化、质量等问题而导致在电网无故障情况下自身断开(即，断路器偷跳)给电网故障时序性分析带来困扰。因此，有必要基于上述电网故障时序性，准确地分析出因断路器偷跳而导致的电网故障。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法，无需数学计算，简单直观，且省时省力，能准确地分析出因断路器偷跳而导致电网故障。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法，所述方法包括以下步骤：
获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有保护动作开关量波形、输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；
若检测到所述输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失，且所述保护动作开关量波形和所述母线三相电压波形上均未存在突变的波形，则认定电网发生故障且未出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息，并进一步根据预先定义的电网故障时序性图谱，确定该电网故障是因断路器偷跳而导致的。
其中，所述时间点为位于电网故障发生时刻之后，并间隔该电网故障发生时刻有连续四个周波时间的时刻。
其中，所述保护动作开关量波形包括保护动作起动波形、保护动作发信波形、保护动作收信波形、保护动作跳闸波形和保护动作合闸波形。
本发明实施例还提供了一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的系统，包括：
输电线路故障录波图获取单元，用于获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有保护动作开关量波形、输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；
断路器偷跳导致电网故障判断单元，用于若检测到所述输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失，且所述保护动作开关量波形和所述母线三相电压波形上均未存在突变的波形，则认定电网发生故障且未出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息，并进一步根据预先定义的电网故障时序性图谱，确定该电网故障是因断路器偷跳而导致的。
其中，所述时间点为位于电网故障发生时刻之后，并间隔该电网故障发生时刻有连续四个周波时间的时刻。
其中，所述保护动作开关量波形包括保护动作起动波形、保护动作发信波形、保护动作收信波形、保护动作跳闸波形和保护动作合闸波形。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明通过识别输电线路故障录波图中输电线路三相电流波形是否在某一时间点瞬间消失，以及母线三相电压波形和保护动作开关量波形中是否均存在突变的波形来检测电网是否发生故障，以及电网故障是否出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息，并结合电网故障时序性图谱，确定该电网故障是否因断路器偷跳而导致的，整个过程无需数学计算，简单直观，且省时省力，能准确地分析出因断路器偷跳而导致电网故障。
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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为现有技术中的电网故障时序性图谱；
图2为本发明实施例提供的一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法的流程图；
图3为发明实施例提供的一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法的应用场景中的电网故障录波图；
图4为本发明实施例提供的一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
发明人发现，基于电网故障录波图的信息数据，并结合电网故障时序性图谱可以对电网故障中断路器偷跳进行准确分析。
因此，如图2所示，在本发明实施例中，发明人提出了一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1、获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有保护动作开关量波形、输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；
步骤S2、若检测到所述输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失，且所述保护动作开关量波形和所述母线三相电压波形上均未存在突变的波形，则认定电网发生故障且未出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息，并进一步根据预先定义的电网故障时序性图谱，确定该电网故障是因断路器偷跳而导致的。
具体过程为，在步骤S1之前，计算机设备导入预先定义的电网故障时序性图谱，即采用图1中现有技术的电网故障时序性图谱。
在步骤S1中，通过录波器采集输电线路故障录波图并导入计算机设备中，使得计算机设备能随时调取各种输电线路故障录波图；其中，该输电线路故障录波图包括但不局限有输电线路三相电流波形、母线三相电压波形、零序电流波形、零序电压波形、保护动作开关量波形等。其中，保护动作开关量波形包括保护动作起动波形、保护动作发信波形、保护动作收信波形、保护动作跳闸波形和保护动作合闸波形。
在步骤S2中，计算机设备对输电线路故障录波图进行图像识别，实现对图上的各类波形进行检测。
首先，若检测到输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失，则说明输电线路三相电流通道被断开，使得计算机设备能判断出电网发生故障。例如，输电线路三相电流波形瞬间消失的时间点为电网故障发生之后，间隔电网故障发生时刻有连续四个周波时间的时刻。其中，每一个周波时间为20ms。
其次，计算机设备根据输电线路三相电流波形、母线三相电压波形及保护动作开关量波形的幅值变化来判定波形是否存在突变。如，某一相电流波形幅值在某一段时间内突然增大，即电流曲线上波峰或波谷的位置超出原有曲线的波峰或波谷，则认定该相电流波形存在突变；又如，某一相电压波形幅值在某一段时间内突然减少，即电压曲线上波峰或波谷的位置落后原有曲线的波峰或波谷，则认定该相电压波形存在突变；又如，保护动作开关量波形中某一动作(如起动、发信、收信、跳闸或合闸)幅值在某一段时间内突然增大，即波形超出原有位置。
此时，计算机设备一旦检测到保护动作开关量波形和母线三相电压波形上均未存在突变的波形，则认定该电网故障中未出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息。
更进一步的，结合预先定义电网故障时序性图谱，计算机设备发现电网故障中不存在具有保护启动信息和保护装置动作发出信息关键时序因素，因而计算机设备确定该电网故障是因断路器偷跳而导致的。整个过程无需数学计算，简单直观，且省时省力。可以理解的是，通过人工也可以肉眼直接对输电线路故障录波图进行识别，直观的判断出电网故障是因断路器偷跳而导致的，整个过程也无需数学计算，简单直观，且省时省力。
如图3所示，对本发明实施例中提供的一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法的应用场景做进一步说明：
该输电线路故障录波图包括保护动作(包括起动、发信、收信、跳闸和合闸)开关量波形、输电线路三相电流IA、IB、IC波形、母线三相电压UA、UB、UC波形、零序电流I0波形、零序电压U0波形和线路电压Ux波形。同时，为了读取方便，该输电线路故障录波图上标注有电压标度、电流标度和时间标度。
在图3中，输电线路三相电流IA电流通道、IB电流通道、IC电流通道的电流从T＝-40ms(即电网故障发生时刻)起到4个周波(80ms、每周波20ms)后，电流瞬间消失，则证明IA电流通道、IB电流通道、IC电流通道的电流被断开，此时电网发生不对称类故障。
保护动作开关量波形中起动、发信、收信、跳闸和合闸等通道从T＝-40ms起整个事件结束未发生突变。母线三相电压UA电压通道、UB电压通道、UC电压通道的电流从T＝-40ms起整个事件结束未发生突变。零序电流I0通道及零序电压U0通道从T＝-40ms起整个事件结束未发生突变。
从上面各类通道的变化情况分析得出，发生模拟量电流消失是从T＝-40ms起到4个周波后，未出现电网故障后有(I、U等)电气量突变保护启动信息、未出现保护装置动作发出信息。因此，电网故障特性不存在开关量和模拟量通道突变。故，不存在具有保护启动信息和保护装置动作发出信息关键时序因素。从而，此类故障确定为断路器本身设备老化、质量等问题导致在电网无故障情况下自身断开，即断路器偷跳。
如图4所示，为本发明实施例中，提供的一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的系统，包括：
输电线路故障录波图获取单元110，用于获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有保护动作开关量波形、输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；
断路器偷跳导致电网故障判断单元120，用于若检测到所述输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失，且所述保护动作开关量波形和所述母线三相电压波形上均未存在突变的波形，则认定电网发生故障且未出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息，并进一步根据预先定义的电网故障时序性图谱，确定该电网故障是因断路器偷跳而导致的。
其中，所述时间点为位于电网故障发生时刻之后，并间隔该电网故障发生时刻有连续四个周波时间的时刻。
其中，所述保护动作开关量波形包括保护动作起动波形、保护动作发信波形、保护动作收信波形、保护动作跳闸波形和保护动作合闸波形。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明通过识别输电线路故障录波图中输电线路三相电流波形是否在某一时间点瞬间消失，以及母线三相电压波形和保护动作开关量波形中是否均存在突变的波形来检测电网是否发生故障，以及电网故障是否出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息，并结合电网故障时序性图谱，确定该电网故障是否因断路器偷跳而导致的，整个过程无需数学计算，简单直观，且省时省力，能准确地分析出因断路器偷跳而导致电网故障。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (4)
1.一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有保护动作开关量波形、输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；
若检测到所述输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失，且所述保护动作开关量波形和所述母线三相电压波形上均未存在突变的波形，则认定电网发生故障且未出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息，并进一步根据预先定义的电网故障时序性图谱，确定该电网故障是因断路器偷跳而导致的；
其中，所述输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失为在时间点为位于电网故障发生时刻之后，并间隔该电网故障发生时刻有连续四个周波时间的时刻，所述输电线路三相电流波形瞬间消失；
其中，所述保护动作开关量波形和所述母线三相电压波形上均未存在突变的波形均为波形幅值不存在瞬间增大或减小变化。
2.如权利要求1所述的基于电网故障时序性判断断路器偷跳的方法，其特征在于，所述保护动作开关量波形包括保护动作起动波形、保护动作发信波形、保护动作收信波形、保护动作跳闸波形和保护动作合闸波形。
3.一种基于电网故障时序性判断断路器偷跳的系统，其特征在于，包括：
输电线路故障录波图获取单元，用于获取输电线路故障录波图，所述输电线路故障录波图上形成有保护动作开关量波形、输电线路三相电流波形和母线三相电压波形；
断路器偷跳导致电网故障判断单元，用于若检测到所述输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失，且所述保护动作开关量波形和所述母线三相电压波形上均未存在突变的波形，则认定电网发生故障且未出现电气量突变保护启动信息和保护装置动作发出信息，并进一步根据预先定义的电网故障时序性图谱，确定该电网故障是因断路器偷跳而导致的；
其中，所述输电线路三相电流波形在某一时间点瞬间消失为在时间点为位于电网故障发生时刻之后，并间隔该电网故障发生时刻有连续四个周波时间的时刻，所述输电线路三相电流波形瞬间消失；
其中，所述保护动作开关量波形和所述母线三相电压波形上均未存在突变的波形均为波形幅值不存在瞬间增大或减小变化。
4.如权利要求3所述的基于电网故障时序性判断断路器偷跳的系统，其特征在于，所述保护动作开关量波形包括保护动作起动波形、保护动作发信波形、保护动作收信波形、保护动作跳闸波形和保护动作合闸波形。
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| GR01 | Patent grant | ||
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