CN117970176A - 基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，涉及短路故障分析技术领域，包括利用二次智能运维管控平台采集系统线路的相关数据；基于所述系统线路的相关数据计算故障时刻的电流值和电压值；根据边界条件构建复合序网，计算故障点电流和电压的关系；基于所述故障点电流和电压的关系构建向量图，校验故障分析结果。本发明利用二次智能运维管控平台采集故障数据和故障测距信息，结合复合序网法和对称分量叠加法，对最终计算结果进行正确性校核，弥补了现有两相短路计算方法不能直接计算故障量，同时无法对故障量进行校核的缺点，为两相短路故障的判断和处理提供有力的依据，提高了故障分析的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及短路故障分析技术领域，特别是基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法。
背景技术
两相短路故障是指输电线路的某两相之间发生短路故障，两相短路故障会导致电力系统中的相电流异常增加；当两相短路发生时，短路点附近的电流会急剧增加，同时短路点两侧的电流会急剧减小，导致电力系统中的电压下降；当两相短路发生时，短路点附近的电压会急剧下降，同时短路点两侧的电压会急剧上升；这种异常电流和电压会对一次设备造成较大的冲击，对电力系统的稳定运行产生较大影响；当两相短路故障严重时，会导致电力系统崩溃，短路点附近的电流和电压会达到极限，电力系统无法承受这种异常电流和电压的冲击，可能会导致电力系统崩溃。
因此对两相短路电流及电压等故障特性的分析进而实现对一次设备的消缺或通过分析两相短路对电力系统的影响程度，进而判断对一次设备的冲击程度显得尤为重要。
针对两相短路的故障分析方法，现有技术提出一种电力系统向量图的绘制装置及方法，当两相短路故障时，可以通过绘制向量图为电力系统故障判断提供依据，提高故障判断及定位的速度，但此方法不能直接计算出不对称故障的各相电压电流等故障信息，且无法校核信息上送的是否正确。
发明内容
鉴于对两相短路故障进行分析时，现有技术中不能直接计算出不对称故障的各相电压电流故障信息，无法校核上传的信息是否正确等问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种可以计算不对称故障的各相故障信息，校验计算结果是否正确的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，其包括利用二次智能运维管控平台采集系统线路的相关数据；基于所述系统线路的相关数据计算故障时刻的电流值和电压值；根据边界条件构建复合序网，计算故障点电流和电压的关系；基于所述故障点电流和电压的关系构建向量图，校验故障分析结果。
作为本发明所述基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的一种优选方案，其中：所述系统线路的相关数据包括线路保护装置的相关数据和线路的相关数据；所述线路保护装置的相关数据包括系统M侧的线路的A、B和C相电流、系统M侧的线路的A、B和C相电压、系统N侧的线路的A、B和C相电流以及系统M侧的线路的A、B和C相电压；所述线路的相关数据包括输电线路中M侧距离故障点长度Lm、故障阻抗Zm、N侧距离故障点N侧长度Ln以及故障阻抗Zn。
作为本发明所述基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的一种优选方案，其中：所述电流值以流入接点为正，流出接点为负，计算公式如下：
其中，为故障点的A相故障电流；/>为故障点的B相故障电流；/>为故障点的C相故障电流；/>为系统M侧的线路的A相电流；/>为系统M侧的线路的B相电流；/>为系统M侧的线路的C相电流；/>为系统N侧的线路的A相电流；/>为系统N侧的线路的B相电流；/>为系统N侧的线路的C相电流；所述电压值的计算公式如下：
其中，为故障点的A相电压；/>为故障点的B相电压；/>为故障点的C相电压；为系统M侧的线路的A相电压；/>为系统M侧的线路的B相电压；/>为系统M侧的线路的C相电压；/>为系统M侧的线路的A相电压；/>为系统M侧的线路的B相电压；/>为系统M侧的线路的C相电压。
作为本发明所述基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的一种优选方案，其中：所述边界条件的具体公式如下：
其中，为故障点的A相故障电流；/>为故障点的B相故障电流；/>为故障点的C相故障电流；/>为故障点的B相电压；/>为故障点的C相电压；利用对称分量法计算边界条件，具体公式如下：
其中，为故障点的A相故障电流的零序分量；/>为故障点的A相故障电流的正序分量；/>为故障点的A相故障电流的负序分量；∝为顺时针旋转120°的算子；∝2为顺时针旋转240°的算子；边界方程的具体公式如下：
其中，为故障点的A相电压的正序分量；/>为故障点的A相电压的负序分量，故障点的A相电压的正序分量/>和故障点的A相电压的负序分量/>相等。
作为本发明所述基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的一种优选方案，其中：所述复合序网包括正序网、负序网和零序网；所述正序网的计算公式如下：
所述负序网的计算公式如下：
所述零序网的计算公式如下：
其中，为故障点的A相电压的零序分量；/>为故障点的A相电压的正序分量；Z1∑为正序等效阻抗；/>为负序等效阻抗；/>为零序等效阻抗。
作为本发明所述基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的一种优选方案，其中：所述故障点电流和电压的关系的具体公式如下：
其中，为故障点的A相电压；j为复数。
作为本发明所述基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的一种优选方案，其中：所述校验故障分析结果通过利用所述系统线路的相关数据与故障点电流和电压的关系进行对比，判断是否符合故障点电流和电压的关系的具体公式，具体情况如下：若对比结果符合故障点电流和电压的关系的具体公式，则判定故障分析结果正确；若对比结果不符合故障点电流和电压的关系的具体公式，则判定采集的系统线路的相关数据错误。
第二方面，本发明为进一步解决两相短路故障分析中存在的安全问题，实施例提供了基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析系统，其包括：数据采集模块，用于利用二次智能运维管控平台采集M侧和N侧线路保护装置的数据和线路参数；关系计算模块，用于计算故障点电流和电压的关系，构建复合序网；故障分析模块，用于根据故障点电流和电压的关系构建向量图，并校验故障分析结果。
第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的任一步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的任一步骤。
本发明有益效果为：本发明利用二次智能运维管控平台采集故障数据和故障测距信息，结合复合序网法和对称分量叠加法，对最终计算结果进行正确性校核，弥补了现有两相短路计算方法不能直接计算故障量，同时无法对故障量进行校核的缺点，为两相短路故障的判断和处理提供了有力的依据，提高了故障分析的准确性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为实施例1中本发明的实现流程图。
图2为实施例1中线路保护装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1和图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，包括如下步骤：
S1：利用二次智能运维管控平台采集系统线路的相关数据。
优选的，如图1所示为本发明的实现流程图，通过利用二次智能运维管控平台采集系统线路的相关数据，并进入一层计算单元，计算故障时刻的电流值和电压值，之后将计算得到的电流值和电压值传入二层计算单元，通过构建复合序网，计算故障点电流和电压的关系，随后将得到的电流和电压的关系传入三层计算单元，构建向量图并进行故障分析结果校验，若数据和校验公式符合则故障分析结果正确，若数据和校验公式不符合，则利用二次智能运维管控平台采集的系统线路相关数据出现错误，重新进行采集。
优选的，系统线路的相关数据包括线路保护装置的相关数据和线路的相关数据。
具体的，线路保护装置的相关数据包括系统M侧的线路的A、B和C相电流、系统M侧的线路的A、B和C相电压、系统N侧的线路的A、B和C相电流以及系统M侧的线路的A、B和C相电压。
具体的，线路的相关数据包括输电线路中M侧距离故障点长度Lm、故障阻抗Zm、N侧距离故障点N侧长度Ln以及故障阻抗Zn。
S2：基于系统线路的相关数据计算故障时刻的电流值和电压值。
优选的，如图2所示为线路保护装置的示意图，其中分为系统M和系统N两个部分，每个系统均具有A、B和C相电压和电流，并在发生短路故障后形成A、B和C相故障电流。
具体的，利用基尔霍夫电流定律计算故障时刻的电流值和电压值，电流值以流入接点为正，流出接点为负，计算公式如下：
其中，为故障点的A相故障电流；/>为故障点的B相故障电流；/>为故障点的C相故障电流；/>为系统M侧的线路的A相电流；/>为系统M侧的线路的B相电流；/>为系统M侧的线路的C相电流；/>为系统N侧的线路的A相电流；/>为系统N侧的线路的B相电流；/>为系统N侧的线路的C相电流。
具体的，电压值的计算公式如下：
其中，为故障点的A相电压；/>为故障点的B相电压；/>为故障点的C相电压；为系统M侧的线路的A相电压；/>为系统M侧的线路的B相电压；/>为系统M侧的线路的C相电压；/>为系统M侧的线路的A相电压；/>为系统M侧的线路的B相电压；/>为系统M侧的线路的C相电压。
S3：根据边界条件构建复合序网，计算故障点电流和电压的关系。
具体的，边界条件的具体公式如下：
其中，为故障点的A相故障电流；/>为故障点的B相故障电流；/>为故障点的C相故障电流；/>为故障点的B相电压；/>为故障点的C相电压。
进一步的，利用对称分量法计算边界条件，具体公式如下：
其中，为故障点的A相故障电流的零序分量；/>为故障点的A相故障电流的正序分量；/>为故障点的A相故障电流的负序分量；∝为顺时针旋转120°的算子；∝2为顺时针旋转240°的算子。
具体的，由于B相和C相发生两相短路故障，未发生接地故障，故故障点的A相故障电流的正序分量与故障点的A相故障电流的负序分量之和为零。
进一步的，边界方程的具体公式如下：
其中，为故障点的A相电压的正序分量；/>为故障点的A相电压的负序分量，故障点的A相电压的正序分量/>和故障点的A相电压的负序分量/>相等。
优选的，复合序网包括正序网、负序网和零序网。
具体的，正序网的计算公式如下：
具体的，负序网的计算公式如下：
具体的，零序网的计算公式如下：
其中，为故障点的A相电压的零序分量；/>为故障点的A相电压的正序分量；Z1∑为正序等效阻抗；Z2∑为负序等效阻抗；Z0∑为零序等效阻抗。
进一步的，故障点电流和电压的关系的具体公式如下：
其中，为故障点的A相电压；j为复数，即-1的开方。
S4：基于故障点电流和电压的关系构建向量图，校验故障分析结果。
具体的，校验故障分析结果通过利用系统线路的相关数据与故障点电流和电压的关系进行对比，判断是否符合故障点电流和电压的关系的具体公式，具体情况如下：若对比结果符合故障点电流和电压的关系的具体公式，则判定故障分析结果正确。
若对比结果符合故障点电流和电压的关系的具体公式，则判定采集的系统线路的相关数据错误。
本实施例还提供了基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析系统，包括：数据采集模块，用于利用二次智能运维管控平台采集M侧和N侧线路保护装置的数据和线路参数；关系计算模块，用于计算故障点电流和电压的关系，构建复合序网；故障分析模块，用于根据故障点电流和电压的关系构建向量图，并校验故障分析结果。
本实施例还提供一种计算机设备，适用于基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的情况，包括：存储器和处理器；存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，实现如上述实施例提出的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法。
该计算机设备可以是终端，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例提出的实现基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法；存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read－Only Memory,简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red－Only Memory,简称PROM)，只读存储器(Read－Only Memory,简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
综上，本发明利用二次智能运维管控平台采集故障数据和故障测距信息，结合复合序网法和对称分量叠加法，对最终计算结果进行正确性校核，弥补了现有两相短路计算方法不能直接计算故障量，同时无法对故障量进行校核的缺点，为两相短路故障的判断和处理提供了有力的依据，提高了故障分析的准确性和可靠性。
实施例2
参照表1～表3，为本发明第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，为了验证其有益效果，提供了本发明在实际环境下的运行数据和说明。
如表1和表2所示为利用二次智能运维管控平台采集的线路保护装置的相关数据，通过采集系统M侧和N侧的A相、B相和C相电流和电压，以及线路保护装置的故障点长度和故障阻抗，为后续计算不对称故障的各相电压和电流的故障信息提供数据基础。
表1线路保护装置相关数据
表2线路相关数据
| 参数 | 数值 |
| M侧距离故障点长度 | 25km |
| M侧故障阻抗 | 0.15 |
| N侧距离故障点长度 | 20km |
| N侧故障阻抗 | 0.12 |
如表3所示为校验故障分析结果的验证表，通过将采集的相关数据与计算的电流和电压的关系进行对比，判断是否满足条件。
表3故障分析结果验证表
从上表可以看出，通过利用校验公式进行对比，验证了上传信息是否正确，提高了故障分析的准确性和可靠性。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，其特征在于：包括：
利用二次智能运维管控平台采集系统线路的相关数据；
基于所述系统线路的相关数据计算故障时刻的电流值和电压值；
根据边界条件构建复合序网，计算故障点电流和电压的关系；
基于所述故障点电流和电压的关系构建向量图，校验故障分析结果。
2.如权利要求1所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，其特征在于：所述系统线路的相关数据包括线路保护装置的相关数据和线路的相关数据；
所述线路保护装置的相关数据包括系统M侧的线路的A、B和C相电流、系统M侧的线路的A、B和C相电压、系统N侧的线路的A、B和C相电流以及系统M侧的线路的A、B和C相电压；
所述线路的相关数据包括输电线路中M侧距离故障点长度Lm、故障阻抗Zm、N侧距离故障点N侧长度Ln以及故障阻抗Zn。
3.如权利要求2所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，其特征在于：所述电流值的计算公式如下：
其中，为故障点的A相故障电流；/>为故障点的B相故障电流；/>为故障点的C相故障电流；/>为系统M侧的线路的A相电流；/>为系统M侧的线路的B相电流；/>为系统M侧的线路的C相电流；/>为系统N侧的线路的A相电流；/>为系统N侧的线路的B相电流；/>为系统N侧的线路的C相电流；
所述电压值的计算公式如下：
其中，为故障点的A相电压；/>为故障点的B相电压；/>为故障点的C相电压；/>为系统M侧的线路的A相电压；/>为系统M侧的线路的B相电压；/>为系统M侧的线路的C相电压；/>为系统M侧的线路的A相电压；/>为系统M侧的线路的B相电压；/>为系统M侧的线路的C相电压。
4.如权利要求3所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，其特征在于：所述边界条件的具体公式如下：
利用对称分量法计算边界条件，具体公式如下：
其中，为故障点的A相故障电流的零序分量；/>为故障点的A相故障电流的正序分量；/>为故障点的A相故障电流的负序分量；∝为顺时针旋转120°的算子；∝2为顺时针旋转240°的算子；
边界方程的具体公式如下：
其中，为故障点的A相电压的正序分量；/>为故障点的A相电压的负序分量。
5.如权利要求4所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，其特征在于：所述复合序网包括正序网、负序网和零序网；
所述正序网、负序网和零序网的计算公式如下：
其中，为故障点的A相电压的零序分量；/>为故障点的A相电压的正序分量；Z1∑为正序等效阻抗；Z2∑为负序等效阻抗；Z0∑为零序等效阻抗。
6.如权利要求5所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，其特征在于：所述故障点电流和电压的关系的具体公式如下：
其中，为故障点的A相电压；j为复数。
7.如权利要求6所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，其特征在于：所述校验故障分析结果通过利用所述系统线路的相关数据与故障点电流和电压的关系进行对比，具体情况如下：
若对比结果符合故障点电流和电压的关系的具体公式，则判定故障分析结果正确；
若对比结果不符合故障点电流和电压的关系的具体公式，则判定采集的系统线路的相关数据错误。
8.基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析系统，基于权利要求1～7任一所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法，其特征在于：包括，
数据采集模块，用于利用二次智能运维管控平台采集M侧和N侧线路保护装置的数据和线路参数；
关系计算模块，用于计算故障点电流和电压的关系，构建复合序网；
故障分析模块，用于根据故障点电流和电压的关系构建向量图，并校验故障分析结果。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述的基于二次智能运维管控平台的两相短路故障分析方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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