CN115575726A - 一种输电线路多重雷击性质判别方法及系统 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明属于电力系统继电保护领域,具体涉及一种输电线路多重雷击性质判别方法及系统。
背景技术
我国地理条件复杂,线路沿线气象变化剧烈,线路受雷击几率较高。多重雷在自然界非常普遍,多重雷相比普通雷击会对站内设备、线路造成更大的伤害。线路遭受雷击造成故障时,故障相两侧开关跳开,在等待重合闸的过程中若线路再次遭受雷击,开关断开处雷电入侵波将发生全反射,断口处过电压大大增加,导致绝缘击穿。线路雷击跳闸后存在潜供电流,断路器分闸至重合闸期间若线路遭受多次雷击将导致短路点潜供电流无法完全熄灭。
采用一致相关性可以进行雷击故障识别,但门槛值确定缺乏理论支撑。利用Prony算法对雷电流信号进行分解,从不同的模式中分解出静电感应分量和电磁感应分量,通过不同能量占比可以进行雷击性质判别。普通短路故障和雷击引起强故障时暂态能量主要以低频为主,雷电干扰与雷击弱故障时的暂态能量主要以高频为主,利用暂态能量的差异可以区分雷击干扰和雷击强故障,但难以区分雷击干扰和雷击弱故障。利用过零检测的方法,能较为准确的识别短线路场景下的雷击故障与雷击干扰情况,但该方法不能适用于所有线路场景。上述雷击故障性质判别均针对普通雷击,关于多重雷击性质判别的方法研究较少,故需一种输电线路广泛使用、可靠性高的多重雷击性质判别方法,本文即提出了利用电压线模分量矩阵判别多重雷击性质的方法及系统。
发明内容
本发明所要解决的问题是输电线路受到多重雷击时雷击未故障造成的保护误动作以及多重雷性质判别。本文提出了一种输电线路多重雷击性质判别方法及系统,广泛适用于各电压等级输电线路,可靠性高。
为了解决上述问题,本发明提出了一种输电线路多重雷击性质判别方法,包括如下步骤:
Step1:采集线路实测三相电压,对于采样率无特别要求。
第1重雷击时间前取0.05s的时窗,该时窗内电压线模分量的峰值即为雷击前电压线模分量稳态峰值;第i重雷击时间后取0.02s的滑动时窗,滑动时窗每次移动0.01s,直至时窗内电压线模分量过零次数,此时滑动时窗内电压线模分量的峰值即为雷击后电压线模分量稳态峰值。
若第i列满足式(14~15),则第i重雷绕击B相:
若第i列满足式(16~17),则第i重雷绕击C相:
本步骤的特征在于在识别雷击故障与雷击未故障的同时,还能判别雷击性质与绕击相。
本发明还公开了一种输电线路多重雷击性质判别系统,包括:
信号采集子系统,用于采集输电线路的模拟量三相电压信号,进而获取暂态量信息;
信号处理子系统,用于处理信号采集子系统获取的模拟量三相电压信号;
多重雷识别子系统,用于根据数值分析子系统接收的三相电压信号识别多重雷的重数和时间;
多重雷性质判别子系统,判断多重雷的反击和绕击情况。
所述信号采集子系统配置于输电线路任意个采集终端,变送输电线路多个时域内的电气信号。
所述信号处理子系统包括:
模数转换模块,用于将采集到的模拟量三相电压信号转换为数字信号;
信号降噪模块,用于滤除转换后数字信号的高频噪声;
存储模块,用于储存降噪后的波形数据。
所述数值分析子系统包括:
CPU:用于监控、分析、存储信号处理子系统传输来的数据;
电压变换模块:根据CPU接收的数据,计算三相电压线模分量;
本发明的有益效果是:
1.本发明提出了多重雷击下线路故障与未故障识别的有效方法,该方法受雷电参数影响较小,在多种线路场景下适用。
2.本发明提出的多重雷击性质判别方法仅依靠单端量识别,无需信号传输。
3.本发明提出的多重雷击下线路故障与未故障识别方法与多重雷击性质判别方法均依靠电压线模分量完成,无需进行额外的判定,能有效避免误识别。
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,在没有实施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为本发明流程图;
图2为本发明系统图;
图3为本发明实例1场景1仿真结果图;
图4为本发明实例1场景2仿真结果图;
图5为本发明实例2场景1仿真结果图;
图6为本发明实例2场景2仿真结果图;
图7为本发明实例3仿真结果图1。
具体实施方式
下面结合本发明中的具体实施例和附图,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不付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。
本发明适用于各种电压等级的线路,图2是本发明所述的系统图。本发明选取了多种多重雷击情景验证本发明的可靠性和适用性。其中,几种情况包括:二重雷击、三重雷击、四重雷击下不同的绕反击情况。
实施例1:一种输电线路多重雷击性质判别方法,包括如下步骤:
Step1: 采集线路实测三相电压,对于采样率无特别要求。
第1重雷击时间前取0.05s的时窗,该时窗内电压线模分量的峰值即为雷击前电压线模分量稳态峰值;第i重雷击时间后取0.02s的滑动时窗,滑动时窗每次移动0.01s,直至时窗内电压线模分量过零次数,此时滑动时窗内电压线模分量的峰值即为雷击后电压线模分量稳态峰值。
若第i列满足式(14~15),则第i重雷绕击B相:
若第i列满足式(16~17),则第i重雷绕击C相:
本步骤的特征在于在识别雷击故障与雷击未故障的同时,还能判别雷击性质与绕击相。
本发明还公开了一种输电线路多重雷击性质判别系统,包括:
信号采集子系统,用于采集输电线路的模拟量三相电压信号,进而获取暂态量信息;
信号处理子系统,用于处理信号采集子系统获取的模拟量三相电压信号;
多重雷识别子系统,用于根据数值分析子系统接收的三相电压信号识别多重雷的重数和时间;
多重雷性质判别子系统,判断多重雷的反击和绕击情况。
所述信号采集子系统配置于输电线路任意个采集终端,变送输电线路多个时域内的电气信号。
所述信号处理子系统包括:
模数转换模块,用于将采集到的模拟量三相电压信号转换为数字信号;
信号降噪模块,用于滤除转换后数字信号的高频噪声;
存储模块,用于储存降噪后的波形数据。
所述数值分析子系统包括:
CPU:用于监控、分析、存储信号处理子系统传输来的数据;
电压变换模块:根据CPU接收的数据,计算三相电压线模分量;
下面结合具体实例进行说明:
实例1:本实例采用PSCAD搭建110kV输电仿真模型,线路全长80km,电压等级为110kV,采样实例率为200kHZ,本实例以线路发生两重雷击的情况验证发明,其中场景1下两重雷分别绕击A相和B相,场景2下两重雷分别反击和绕击C相。
分别展示不同雷击性质下,输电线路站端的电压线模分量波形,两重雷分别绕击A相和B相时仿真结果如附图3所示。两重雷分别反击和绕击C相时仿真结果如附图4所示。
实例2:
本实例采用PSCAD搭建110kV输电仿真模型,线路全长80km,电压等级为110kV,采样率为200kHZ,本实例以线路发生三重雷击的情况验证发明,其中场景1下三重雷分别绕击A相、B相和C相,场景2下三重雷分别绕击B相、反击和绕击B相。
分别展示不同雷击性质下,输电线路站端的电压线模分量波形,三重雷分别绕击A相、B相和C相时仿真结果如附图5所示。三重雷分别绕击B相、反击和绕击B相时仿真结果如附图6所示。
实例3:
本实例采用PSCAD搭建110kV输电仿真模型,线路全长80km,电压等级为110kV,采样率为200kHZ,本实例以线路发生四重雷击的情况验证发明,其中四重雷分别绕击B相、反击和绕击B相和C相。
分别展示不同雷击性质下,输电线路站端的电压线模分量波形,四重雷分别绕击B相、反击和绕击B相和C相时仿真结果如附图7所示。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
7.根据权利要求6所述的一种输电线路多重雷击性质判别系统,其特征在于:所述信号采集子系统配置于输电线路任意个采集终端,变送输电线路多个时域内的电气信号。
8.根据权利要求6所述的一种输电线路多重雷击性质判别系统,其特征在于:所述信号处理子系统包括:
模数转换模块,用于将采集到的模拟量三相电压信号转换为数字信号;
信号降噪模块,用于滤除转换后数字信号的高频噪声;
存储模块,用于储存降噪后的波形数据。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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