CN117388759B - 一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法及装置，该方法通过获取运行于变电站监控系统当前母线的各支路的实时电流、有功功率及无功功率一次值；计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和、母线遥测误差电流值有功分量和母线遥测误差电流值无功分量；对三相母线所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，根据判断结果发出母线断线告警及母线断线位置；该方法克服现有技术不足，解决变电站母线发生断线后无法及时发现的弊端，在母线发生断线后能够及时发出告警及断线位置。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路巡检技术领域，具体涉及一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法及装置。
背景技术
母线设备是变电站内重要的电气设备，具有汇集、分配和传送电能的作用。母线故障直接影响母线上所连接设备的安全运行，可能导致大面积事故停电或设备严重损坏，对于整个电力系统的危害极大。
当前，变电站内500kV、220kV等高电压等级母线均配备母线差动保护，该保护能够对母线设备发生的短路故障迅速反应，及时切除故障母线，但无法反映母线断线故障。如母线断线后未引发短路故障，只能通过人工巡视发现，对于GIS类型母线，由于母线设备在金属封闭空间内，即使通过人工巡视也无法发现，因此，当前对于变电站母线断线故障缺乏有效监测手段。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法，以解决当前对于变电站母线断线故障缺乏有效监测手段的问题。
第一方面，本发明提供一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法，包括：
获取运行于变电站监控系统当前母线的各支路的实时电流、有功功率及无功功率一次值；
根据所述实时电流、有功功率及无功功率一次值，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和、母线遥测误差电流值有功分量和母线遥测误差电流值无功分量；
对三相母线所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，判断所述预想断线位置是否满足以下母线断线判别条件：母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值有功分量的预设倍数，并且母线预想断线位置两侧运行支路的电流无功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值无功分量的预设倍数；母线上两个相邻运行支路间的母线为一个母线预想断线位置；
如果某一相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他两相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件，或者，某两相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他一相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件；并且，经过延时预设时间后，所述预想断线位置依然满足上述判别结果，则发出母线断线告警及母线断线位置。
进一步地，根据所述实时电流、有功功率及无功功率一次值，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和、母线遥测误差电流值有功分量和母线遥测误差电流值无功分量，包括：
根据母线各支路有功及无功功率计算支路电流角度 ，/> ，/>为有功功率，/>为无功功率一次值；
根据 、/>计算各支路电流有功分量/>及无功分量/>；
根据母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和；
对上一小时母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和所得的值取平均值，得到母线遥测误差电流值/>的有功分量/>和母线遥测误差电流值/>的无功分量/>。
进一步地，对三相母线所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，包括：
判断预想断线位置i是否全部满足下列4个条件：
，
，
，
；
式中，为母线的运行支路条数；
如果预想断线位置i全部满足所述4个条件，判定预想断线位置i满足所述母线断线判别条件；
如果预想断线位置i未全部满足所述4个条件，判定预想断线位置i不满足所述母线断线判别条件。
进一步地，所述方法还包括：
判断母线上运行支路数是否小于2；
如果母线上运行支路数小于2，则停止母线断线判别条件判断。
进一步地，所述方法还包括：
判断是否母线所有运行支路电流和大于；
如果母线所有运行支路电流和大于，则停止母线断线判别条件判断。
第二方面，本发明提供一种利用变电站监控数据的母线断线判别装置，包括：
获取单元，用于获取运行于变电站监控系统当前母线的各支路的实时电流、有功功率及无功功率一次值；
计算单元，用于根据所述实时电流、有功功率及无功功率一次值，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和、母线遥测误差电流值有功分量和母线遥测误差电流值无功分量；
判断单元，用于对三相母线所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，判断所述预想断线位置是否满足以下母线断线判别条件：母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值有功分量的预设倍数，并且母线预想断线位置两侧运行支路的电流无功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值无功分量的预设倍数；母线上两个相邻运行支路间的母线为一个母线预想断线位置；
告警单元，用于在某一相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他两相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件，或者，某两相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他一相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件；并且，经过延时预设时间后，所述预想断线位置依然满足上述判别结果的情况下，发出母线断线告警及母线断线位置。
进一步地，所述计算单元，用于根据母线各支路有功及无功功率计算支路电流角 ，/> ，/>为有功功率，/>为无功功率一次值；
根据 、/>计算各支路电流有功分量/>及无功分量/>；
根据母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和；
对上一小时母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和所得的值取平均值，得到母线遥测误差电流值/>的有功分量/>和母线遥测误差电流值/>的无功分量/>。
进一步地，所述判断单元，用于判断预想断线位置i是否全部满足下列4个条件：
，
，
，
；
式中，为母线的运行支路条数；
在预想断线位置i全部满足所述4个条件的情况下，判定预想断线位置i满足所述母线断线判别条件；
在预想断线位置i未全部满足所述4个条件的情况下，判定预想断线位置i不满足所述母线断线判别条件。
进一步地，所述判断单元，还用于判断母线上运行支路数是否小于2；在母线上运行支路数小于2的情况下，停止母线断线判别条件判断。
进一步地，所述判断单元，还用于判断是否母线所有运行支路电流和大于；在母线所有运行支路电流和大于/>的情况下，停止母线断线判别条件判断。
本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法及装置，该方法克服现有技术不足，解决变电站母线发生断线后无法及时发现的弊端，在母线发生断线后能够及时发出告警及断线位置，所需获取数据较少，判据逻辑简单清晰，容易实现。可针对单相、两相母线断线情况进行有效判别，并可适应母线各种运行方式下支路的调整。当发生母线电流互感器断线、双母线支路双跨运行等特殊情况时，对母线断线告警进行闭锁，保证母线断线告警准确可靠。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本发明提供的利用变电站监控数据的母线断线判别方法的流程框图；
图2为本发明的方法实施例中母线断线判别方法的逻辑图；
图3为本发明的方法实施例中母线及支路典型布局图；
图4为本发明提供的利用变电站监控数据的母线断线判别装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
请参阅图1至图3，本发明提供一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法，包括：
S101，获取运行于变电站监控系统当前母线的各支路的实时电流、有功功率及无功功率一次值。
具体地，通过获取变电站监控系统当前母线各支路断路器、母线隔离开关分合位置，确定运行于该母线的支路。数据采集装置可与监控系统对接，采集母线断线判别方法所需数据。如图3所示，该母线有n条运行支路。
S102，根据所述实时电流、有功功率及无功功率一次值，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和、母线遥测误差电流值有功分量和母线遥测误差电流值无功分量。
具体地，确定母线上母线预想断线位置，母线上两个相邻运行支路间的母线即为一个母线预想断线位置，具体如图3所示。
根据母线各支路有功及无功功率计算支路电流角度 ，/> ，/>为有功功率，/>为无功功率一次值。
根据 、/>计算各支路电流有功分量/>及无功分量/>；
根据母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和。
对上一小时母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和所得的值取平均值，得到母线遥测误差电流值/>的有功分量/>和母线遥测误差电流值/>的无功分量/>。由于遥测电流存在误差，母线遥测误差电流值不为0。
S103，对三相母线所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，判断所述预想断线位置是否满足以下母线断线判别条件：母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值有功分量的预设倍数，并且母线预想断线位置两侧运行支路的电流无功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值无功分量的预设倍数；母线上两个相邻运行支路间的母线为一个母线预想断线位置。
具体地，判断预想断线位置i是否全部满足下列4个条件：
，
，
，
；
式中，为母线的运行支路条数；
如果预想断线位置i全部满足所述4个条件，判定预想断线位置i满足所述母线断线判别条件；如果预想断线位置i未全部满足所述4个条件，判定预想断线位置i不满足所述母线断线判别条件。
S104，如果某一相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他两相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件，或者，某两相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他一相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件；并且，经过延时预设时间后，所述预想断线位置依然满足上述判别结果，则发出母线断线告警及母线断线位置。
具体地，延时的预设时间T为60s。
进一步地，所述方法还包括判断母线是否满足断线判别闭锁条件，当满足母线断线判别闭锁条件时，则停止该母线的断线判别。具体为，判断母线上运行支路数是否小于2；如果母线上运行支路数小于2，则停止母线断线判别条件判断。判断是否母线所有运行支路电流和大于；如果母线所有运行支路电流和大于/>，则停止母线断线判别条件判断。
由以上实施例可知，本发明的利用变电站监控数据的母线断线判别方法，通过获取变电站监控系统当前母线各支路断路器、母线隔离开关分合位置，确定运行于该母线的支路，获取母线各运行支路的实时电流、有功功率及无功功率一次值；对母线三相所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，当某一相或两相母线的同一预想断线位置断线判别条件满足，而其他两相或一相母线相同预想断线位置不满足断线条件时，并且经过延时预设时间后同样的预想断线位置断线判别条件依然成立，则发出母线断线告警及母线断线位置，母线上两个相邻运行支路间的母线即为一个母线预想断线位置；当满足母线断线判别闭锁条件时，则停止该母线的断线判别。所需获取数据较少，判据逻辑简单清晰，容易实现。可针对单相、两相母线断线情况进行有效判别，并可适应母线各种运行方式下支路的调整。当发生母线电流互感器断线、双母线支路双跨运行等特殊情况时，对母线断线告警进行闭锁，保证母线断线告警准确可靠。
请参阅图4，本发明提供一种利用变电站监控数据的母线断线判别装置，包括：
获取单元41，用于获取运行于变电站监控系统当前母线的各支路的实时电流、有功功率及无功功率一次值；
计算单元42，用于根据所述实时电流、有功功率及无功功率一次值，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和、母线遥测误差电流值有功分量和母线遥测误差电流值无功分量；
判断单元43，用于对三相母线所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，判断所述预想断线位置是否满足以下母线断线判别条件：母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值有功分量的预设倍数，并且母线预想断线位置两侧运行支路的电流无功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值无功分量的预设倍数；母线上两个相邻运行支路间的母线为一个母线预想断线位置；
告警单元44，用于在某一相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他两相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件，或者，某两相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他一相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件；并且，经过延时预设时间后，所述预想断线位置依然满足上述判别结果的情况下，发出母线断线告警及母线断线位置。
进一步地，所述计算单元，用于根据母线各支路有功及无功功率计算支路电流角度 ，/> ，/>为有功功率，/>为无功功率一次值；
根据 、/>计算各支路电流有功分量/>及无功分量/>；
根据母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和；
对上一小时母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和所得的值取平均值，得到母线遥测误差电流值/>的有功分量/>和母线遥测误差电流值/>的无功分量/>。
进一步地，所述判断单元，用于判断预想断线位置i是否全部满足下列4个条件：
，
，
，
；
式中，为母线的运行支路条数；
在预想断线位置i全部满足所述4个条件的情况下，判定预想断线位置i满足所述母线断线判别条件；
在预想断线位置i未全部满足所述4个条件的情况下，判定预想断线位置i不满足所述母线断线判别条件。
进一步地，所述判断单元，还用于判断母线上运行支路数是否小于2；在母线上运行支路数小于2的情况下，停止母线断线判别条件判断。
进一步地，所述判断单元，还用于判断是否母线所有运行支路电流和大于；在母线所有运行支路电流和大于/>的情况下，停止母线断线判别条件判断。
本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明提供的利用变电站监控数据的母线断线判别方法各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（英文：Read-OnlyMemory，简称：ROM）或随机存储记忆体（英文：RandomAccessMemory，简称：RAM）等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于利用变电站监控数据的母线断线判别装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。
Claims (10)
1.一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法，其特征在于，包括：
获取运行于变电站监控系统当前母线的各支路的实时电流、有功功率及无功功率一次值；
根据所述实时电流、有功功率及无功功率一次值，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和、母线遥测误差电流值有功分量和母线遥测误差电流值无功分量；
对三相母线所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，判断所述预想断线位置是否满足以下母线断线判别条件：母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值有功分量的预设倍数，并且母线预想断线位置两侧运行支路的电流无功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值无功分量的预设倍数；母线上两个相邻运行支路间的母线为一个母线预想断线位置；
如果某一相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他两相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件，或者，某两相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他一相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件；并且，经过延时预设时间后，所述预想断线位置依然满足上述判别结果，则发出母线断线告警及母线断线位置。
2.根据权利要求1所述的一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法，其特征在于，根据所述实时电流、有功功率及无功功率一次值，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和、母线遥测误差电流值有功分量和母线遥测误差电流值无功分量，包括：
根据母线各支路有功及无功功率计算支路电流角度 ，/> ，/>为有功功率，为无功功率一次值；
根据 、/>计算各支路电流有功分量/>及无功分量/>；
根据母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和；
对上一小时母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和所得的值取平均值，得到母线遥测误差电流值/>的有功分量/>和母线遥测误差电流值/>的无功分量。
3.根据权利要求2所述的一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法，其特征在于，对三相母线所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，包括：
判断预想断线位置i是否全部满足下列4个条件：
，
，
，
；
式中，为母线的运行支路条数；
如果预想断线位置i全部满足所述4个条件，判定预想断线位置i满足所述母线断线判别条件；
如果预想断线位置i未全部满足所述4个条件，判定预想断线位置i不满足所述母线断线判别条件。
4.根据权利要求3所述的一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断母线上运行支路数是否小于2；
如果母线上运行支路数小于2，则停止母线断线判别条件判断。
5.根据权利要求4所述的一种利用变电站监控数据的母线断线判别方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断是否母线所有运行支路电流和大于；
如果母线所有运行支路电流和大于，则停止母线断线判别条件判断。
6.一种利用变电站监控数据的母线断线判别装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取运行于变电站监控系统当前母线的各支路的实时电流、有功功率及无功功率一次值；
计算单元，用于根据所述实时电流、有功功率及无功功率一次值，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和、母线遥测误差电流值有功分量和母线遥测误差电流值无功分量；
判断单元，用于对三相母线所有预想断线位置进行母线断线判别条件判断，判断所述预想断线位置是否满足以下母线断线判别条件：母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值有功分量的预设倍数，并且母线预想断线位置两侧运行支路的电流无功分量之和小于或等于母线遥测误差电流值无功分量的预设倍数；母线上两个相邻运行支路间的母线为一个母线预想断线位置；
告警单元，用于在某一相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他两相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件，或者，某两相母线的预想断线位置满足所述母线断线判别条件，其他一相母线的相同预想断线位置不满足所述母线断线判别条件；并且，经过延时预设时间后，所述预想断线位置依然满足上述判别结果的情况下，发出母线断线告警及母线断线位置。
7.根据权利要求6所述的一种利用变电站监控数据的母线断线判别装置，其特征在于，所述计算单元，用于根据母线各支路有功及无功功率计算支路电流角度 ，/> ，为有功功率，/>为无功功率一次值；
根据 、/>计算各支路电流有功分量/>及无功分量/>；
根据母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和，计算母线预想断线位置两侧运行支路的电流有功分量之和、电流无功分量之和；
对上一小时母线上所有运行支路的电流有功分量及无功分量/>分别求和所得的值取平均值，得到母线遥测误差电流值/>的有功分量/>和母线遥测误差电流值/>的无功分量。
8.根据权利要求7所述的一种利用变电站监控数据的母线断线判别装置，其特征在于，所述判断单元，用于判断预想断线位置i是否全部满足下列4个条件：
，
，
，
；
式中，为母线的运行支路条数；
在预想断线位置i全部满足所述4个条件的情况下，判定预想断线位置i满足所述母线断线判别条件；
在预想断线位置i未全部满足所述4个条件的情况下，判定预想断线位置i不满足所述母线断线判别条件。
9.根据权利要求8所述的一种利用变电站监控数据的母线断线判别装置，其特征在于，所述判断单元，还用于判断母线上运行支路数是否小于2；在母线上运行支路数小于2的情况下，停止母线断线判别条件判断。
10.根据权利要求9所述的一种利用变电站监控数据的母线断线判别装置，其特征在于，所述判断单元，还用于判断是否母线所有运行支路电流和大于；在母线所有运行支路电流和大于/>的情况下，停止母线断线判别条件判断。
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