CN201203660Y - 电力系统电压行波测距装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及到一种电力系统测距装置，尤其涉及到一种电力系统电压行波测距装置。其包括一开关量采集板，所述的开关量采集板连接用于接受开关量启动信号的高速数据采集板，该高速数据采集板还连接用于完成电压模拟量数据传送及转换的CVT电压互感器转换板，高速数据采集板还连接用于完成数据存储及传送数据到调度端或录波器等后台机的管理计算机。本实用新型的有益效果是：直接利用电压互感器二次行波信号进行故障定位，无需加装专用传感器。可实现包含故障线路的任意两个变电站进行故障定位，增强了定位可靠性和适应能力，本实用新型不受出线数量限制，便可以形成故障行波记录网络。且采样率高，定位精度高。

Description

电力系统电压行波测距装置
技术领域
本实用新型涉及到一种电力系统测距装置，尤其涉及到一种电力系统电压行波测距装置。
背景技术
超高压输电线路的运行可靠性影响整个电力系统的供电可靠性。在线路发生故障后快速切除故障线路、迅速准确地找到故障点，不仅对及时修复线路和快速恢复供电，而且对整个电力系统的安全稳定和经济效益都有十分重要的作用。目前相关技术有电流行波测距装置，电流行波受出线路数限制，并需同时接入电压和电流信号，可检测多回出线，理论上也可以实现全网综合故障定位，但无疑会增加数据分析的难度和计算量，并且其采样率低，定位误差大。研究表明，CVT虽不能真实传变一次侧的电压行波信号，但当故障行波波头到达时，在CVT二次侧会引起明显的频率突变和高频振荡，据此，可进行行波波头的准确检测，实现故障点的精确定位。
基于普通电流行波测距装置的不足之处，本发明人设计了“电力系统电压行波测距装置”。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是：提供一种利用电压互感器二次行波信号进行故障定位的电力系统电压行波测距装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电力系统电压行波测距装置，包括一开关量采集板，开关量板将开关量信号隔离处理，能抗电磁兼容IV级，如果开关发生变位，则通过硬件信号通知高速数据采集板启动记录数据，所述的开关量采集板连接用于接受开关量启动信号的高速数据采集板，该高速数据采集板还连接用于完成电压模拟量数据传送及转换的CVT电压互感器转换板，高速数据采集板还连接用于完成数据存储及传送数据到调度端或录波器等后台机的管理计算机。管理计算机采用工业主板，完成数据存储、传送数据到调度端或录波器等后台机。嵌入式工控板采用WINDOWS操作系统。高速数据采集板主要完成电压行波信号的高速数据采集和缓存，接受GPS对时信号进行同步采样调整，接受开关量或模拟量启动信号，进行行波数据记录。接受管理计算机命令完成相关操作，如：手动启动录波、上传录波数据、定值整定，信号输出等。
所述的高速数据采集板还连接用于故障告警的告警输出板。告警输出板，完成信号输出：故障告警；运行指示灯；录波启动；GPS信号等。其中自带GPS装置将装在该板上。
所述的高速数据采集板与管理计算机用PCI总线连接。
本实用新型的工作原理是：
高速数据采集板主要完成电压行波信号的高速数据采集和缓存，正常运行情况下，以5MHZ(与GPS秒脉冲同步)的数据速率进行A/D采样，并在FPGA的控制下写入SDRAM，SDRAM被分为以400毫秒为单位的数据若干块存储区域，以块为控制单元，数据在写入时被打上时标(由GPS提供时间信号误差为：1×10-8)，数据块没被读完时不允许刷新，但可外部控制刷新信号。
采样数据采用循环存储方式存放于一块数据区中，当收到外部录波启动信号后，该数据存储区停止刷新，启动后的采样数据存入另一块数据区。录波数据记录缓冲区的长度为400mS。为保证电网发生连续性故障时不丢失故障数据，在高速数据采集板上共开辟了多块的数据缓冲区。当前次录波数据转存过程中发生故障时，仍可继续记录当前的故障数据。当某块录波数据传给管理计算机后，由管理计算机给出刷新信号以及对应的录波数据块序号，高速数据采集板接到刷新信号后，可对相应数据块进行刷新操作。
高速数据采集板带有线路故障的检测判断功能，一旦满足检测判据，将及时启动录波。故障检测采用传统的突变量检测方式，包括相电压差突变量启动、零序电压突变量启动、负序电压突变量启动以及零序电压稳态量启动等四种基本形式，采用浮动门槛启动方式，以提高故障检测判断的灵敏性和可靠性。高速数据采集板接到启动信号的同时将数据保存，再分析计算是否是故障，保留特征数据。
高速数据采集板同时读取开关量板的开关变位信息，接受外部开关量启动信号，来自线路保护装置的动作信号，作为附加判量使用。同时，外部开关量信号也作为故障线路的选线信号，以提高选线结果的准确性。
录波数据记录完成后，管理计算机将通过PCI总线方式从高速数据采集板读取录波数据，备份保存于自带的硬盘中，并对行波波头到达时间进行分析判断。对检测结果进行测距定位计算。
本实用新型电力系统电压行波测距装置的有益效果是：
电力系统电压行波测距装置直接利用电压互感器二次行波信号进行故障定位，无需加装专用传感器，基于整个输电网的故障行波定位系统具有容错能力，可以采用包含故障线路的任意两个变电站进行故障定位，增强了定位可靠性和适应能力。电压行波定位系统不受出线数量限制，便可以形成故障行波记录网络。且采样率高，定位精度高。一个变电站的一个电压等级只需要装设一套电压行波定位系统，便可以实现该电压等级下所有出线的行波测距，多个变电站安装ST-801装置便形成故障行波记录网络。而ST-801只需测量变电站母线电压，较目前采用的基于电流行波信号的定位方法相比，具有测量信号少，适应性强，易于工程应用的优点。该系统可作为独立系统使用，也可与录波器结合使用。应用于电力系统110~500kV以上高压输电线路的故障精确定位。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的基本硬件结构图；
图2是本实用新型使用结构示意图。
具体实施方式
参照图1至图2，本实用新型是这样实施的：
系统的基本硬件结构如图1所示：高速数据采集单元使用母线电压作为模拟量输入信号。主要完成电压行波信号的高速数据采集和缓存，嵌入式管理计算机完成行波故障数据的处理，存储和网络通讯功能。开关量板将开关量信号隔离处理，能抗电磁兼容IV级。如果开关发生变位，则通过硬件信号通知高速数据采集板启动记录数据。
在图2中，本实用新型是这样实现录波和行波测距功能的结合，本实用新型的连接形式：一面屏体，包含完整的录波器功能，同时具有行波测距功能。在故障发生时，装置完整记录故障时刻的电压和电流变化情况以及各种装置的动作时序并提供分析简报，为分析故障的性质提供重要的依据，原录波器的测距功能依旧保持。本装置同时可以捕捉该故障的电压行波波头，由于故障在CVT二次侧会引起明显的频率突变和高频振荡，据此，可进行行波波头的准确检测，经过本装置中数据处理软件与核心算法软件的处理，实现故障点的精确定位。
以上所述，仅是本实用新型一种电力系统电压行波测距装置的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上的实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1、一种电力系统电压行波测距装置，包括一开关量采集板，本实用新型的特征在于：所述的高速数据采集板用于接受开关量启动信号，该高速数据采集板还连接用于完成电压模拟量数据传送及转换的CVT电压互感器转换板，高速数据采集板还连接用于完成数据存储及传送数据到调度端或录波器等后台机的管理计算机，高速采集板还设有用于接收GPS时钟信号的接口。
2、根据权利要求1所述的电力系统电压行波测距装置，其特征在于所述的高速数据采集板采样频率为5MHz以上。
3、根据权利要求1所述的电力系统电压行波测距装置，其特征在于所述的高速数据采集板与管理计算机用PCI总线连接。
4、根据权利要求1或2或3所述的电力系统行波测距装置，其特征在于所述的高速数据采集板还连接用于故障告警的告警输出板。
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