本發(fā)明涉及電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法。

背景技術(shù)：

目前，輸電線路繼電保護(hù)裝置的故障分析法易受到電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行方式、過渡電阻、衰減直流分量和測量誤差的影響，難以實現(xiàn)精確的故障定位；行波測距方法理論精度較高，但工程應(yīng)用上也存在一些適應(yīng)性問題，而且，在輸電線路遭遇雷擊時，一般的行波測距裝置容易受干擾而誤啟動，形成不必要的波形和時間記錄；在密集落雷的情況下，行波測距裝置的頻繁啟動形成的大量無用信息可能會覆蓋有用的故障記錄信息，由于行波采集記錄的采樣率很高，一般的行波測距裝置通常采用高速緩存加低速寫入的解決方案，因此，每次行波錄波之后通常會有一段記錄死區(qū)；密集落雷的情況下，很可能伴隨著線路故障，而且，很有可能故障時刻落入行波記錄裝置的死區(qū)時間內(nèi)，由此會導(dǎo)致輸電線路繼電保護(hù)裝置的拒動。

此外，雷擊引發(fā)的行波與故障行波可能疊加在一起，若直接取單相行波信號進(jìn)行故障測距，則行波測距的可靠性和精度都會受到影響，因此，在輸電線路繼電保護(hù)裝置中集成行波測距功能是一種新的技術(shù)方向，它能夠通過故障分析法與行波測距法的結(jié)合解決一些單一方法難以解決的問題，對于輸電線路密集落雷的運(yùn)行工況，有必要研究線路保護(hù)行波測距一體化裝置的行波測距方法，包括行波啟動方法、行波記錄方法和故障測距方法，以提高行波測距的可靠性和精度，是當(dāng)前急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中對于輸電線路密集落雷的運(yùn)行工況，不能實現(xiàn)行波測距可靠性和精度要求的問題。本發(fā)明的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，包括行波啟動過程、行波記錄過程和故障測距過程，能夠提高行波測距裝置的可靠性和精度，具有良好的應(yīng)用前景。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，應(yīng)用在線路保護(hù)行波測距一體化裝置上，包括以下步驟，

步驟（a），根據(jù)雷擊輸電線路三相電流行波信號的特征，識別三相電流行波為雷擊行波或者故障行波；

步驟（b），配置線路保護(hù)行波測距一體化裝置的行波啟動判據(jù)，且利用繼電保護(hù)的啟動或動作信號作為行波啟動的確認(rèn)判據(jù)，確認(rèn)行波啟動是否有效；

步驟（c），通過可編程門陣列fpga、動態(tài)隨機(jī)存儲器ddr，實現(xiàn)兩級緩存，從而無死區(qū)記錄故障行波；

步驟（d），根據(jù)幅度選擇線模行波信號進(jìn)行行波測距。

前述的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，步驟（a），根據(jù)雷擊輸電線路三相電流行波信號的特征，識別三相電流行波為雷擊行波或者故障行波，包括以下步驟，

（a1），線路保護(hù)行波測距一體化裝置檢測雷擊輸電線路的三相電流行波信號；

（a2），若三相電流行波信號極性相同且幅度相近時，則判為雷擊行波；否則，判為故障行波，所述雷擊行波為雷擊桿塔或避雷線產(chǎn)生的波形信號；所述故障行波為線路短路故障或雷擊導(dǎo)線故障產(chǎn)生的波形信號。

前述的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，所述幅度相近的判別門檻為70%~100%，即三相電流行波信號的最小行波幅度達(dá)到最大行波幅度的70%~100%，則判為幅度相近。

前述的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，步驟（b），配置線路保護(hù)行波測距一體化裝置的行波啟動判據(jù)，且利用繼電保護(hù)的啟動或動作信號作為行波啟動的確認(rèn)判據(jù)，包括以下步驟，

（b1），配置線路保護(hù)行波測距一體化裝置產(chǎn)生保護(hù)啟動信號的判別時間t1、產(chǎn)生保護(hù)動作信號的判別時間t2，t2大于t1；

（b2），行波啟動后，線路保護(hù)行波測距一體化裝置將行波啟動期間的數(shù)據(jù)緩存，并判別t1時間內(nèi)是否產(chǎn)生保護(hù)啟動信號，或者t2時間內(nèi)是否產(chǎn)生保護(hù)動作信號，進(jìn)行行波啟動的確認(rèn)判據(jù)；

（b3），若存在保護(hù)啟動信號或保護(hù)動作信號，則確認(rèn)此次行波啟動為有效啟動，并執(zhí)行（b4）；否則，丟棄此次緩存的數(shù)據(jù)；

（b4），線路保護(hù)行波測距一體化裝置有效啟動行波緩存的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到非易失性存儲卡中，并進(jìn)行后續(xù)的行波分析計算。

前述的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，所述t1的定值選擇范圍在10~40ms之間，t2的定值選擇范圍在3~10s之間。

前述的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，步驟（c），通過可編程門陣列fpga、動態(tài)隨機(jī)存儲器ddr，實現(xiàn)兩級緩存，從而無死區(qū)記錄故障行波，包括以下步驟，

（c1），行波數(shù)據(jù)在可編程門陣列fgpa的片內(nèi)緩存持續(xù)循環(huán)緩存，此為第一級緩存；

（c2），當(dāng)行波啟動判據(jù)動作后，可編程門陣列fpga截取啟動期間的數(shù)據(jù)，將其緩存到動態(tài)隨機(jī)存儲器ddr內(nèi)，此為第二級緩存，從而實現(xiàn)無死區(qū)記錄；

（c3），線路保護(hù)行波測距一體化裝置從動態(tài)隨機(jī)存儲器ddr取出數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，將有效啟動行波緩存的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到非易失性存儲卡中。

前述的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，步驟（d），根據(jù)幅度選擇線模行波信號進(jìn)行行波測距，具體過程為，線路保護(hù)行波測距一體化裝置選用線模行波信號進(jìn)行行波故障測距；其中，線模行波信號為兩相行波信號之差，分別為iab=ia-ib，ibc=ib-ic，ica=ic-ia，兩相相減可抵消雷擊行波信號，所述ia、ib、ic為雷擊時輸電線路上的三相電流行波信號的各相電流瞬時值。

前述的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，當(dāng)幅值最大的線模量在單相接地故障時包含故障相；在相間故障時對應(yīng)兩個故障相；在三相故障時包含故障信號幅度最大的兩相。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，能夠根據(jù)雷擊輸電線路三相電流行波信號識別雷擊行波；設(shè)置行波啟動判據(jù)，防止行波拒動，同時利用繼電保護(hù)的啟動或動作信號作為行波啟動的確認(rèn)判據(jù)，防止行波誤啟動，實現(xiàn)保護(hù)啟動或保護(hù)動作與行波啟動的一一對應(yīng)；采用fpga、ddr兩級緩存實現(xiàn)故障行波的無死區(qū)記錄；根據(jù)信號幅度選擇線模行波信號進(jìn)行行波測距，以消除雷電波對行波測距的干擾，能夠提高線路保護(hù)行波測距一體化裝置在密集落雷工況下的行波測距的可靠性和測距精度，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的線路保護(hù)行波測距一體化裝置的安裝示意圖。

圖2是現(xiàn)有的線路保護(hù)行波測距一體化裝置的系統(tǒng)框圖。

圖3是本發(fā)明的于輸電線路密集落雷運(yùn)行工況的行波測距方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，應(yīng)用在線路保護(hù)行波測距一體化裝置上，這里的線路保護(hù)行波測距一體化裝置是現(xiàn)有技術(shù)，安裝示意圖，如圖1所示；系統(tǒng)框圖，如圖2所示，其包括可編程門陣列fpga、動態(tài)隨機(jī)存儲器ddr、dsp處理器、cpu和非易失存儲卡，本發(fā)明的的方法，如圖3所示，包括以下步驟，

步驟（a），根據(jù)雷擊輸電線路三相電流行波信號的特征，識別三相電流行波為雷擊行波或者故障行波，包括以下步驟，

（a1），線路保護(hù)行波測距一體化裝置檢測雷擊輸電線路的三相電流行波信號；

（a2），若三相電流行波信號極性相同且幅度相近時，則判為雷擊行波；否則，判為故障行波，所述雷擊行波為雷擊桿塔或避雷線產(chǎn)生的波形信號；所述故障行波為線路短路故障或雷擊導(dǎo)線故障產(chǎn)生的波形信號，對于雷擊行波，線路保護(hù)行波測距一體化裝置可以根據(jù)需要進(jìn)行后續(xù)處理，例如忽略此次行波啟動，或用于行波波速或線路全長測試，或用于雷電定位等；若故障行波，則繼續(xù)執(zhí)行以下步驟；

所述幅度相近的判別門檻為70%~100%，即三相電流行波信號的最小行波幅度達(dá)到最大行波幅度的70%~100%，則判為幅度相近；

步驟（b），配置線路保護(hù)行波測距一體化裝置的行波啟動判據(jù)，且利用繼電保護(hù)的啟動或動作信號作為行波啟動的確認(rèn)判據(jù)，包括以下步驟，

（b1），配置線路保護(hù)行波測距一體化裝置產(chǎn)生保護(hù)啟動信號的判別時間t1、產(chǎn)生保護(hù)動作信號的判別時間t2，t2大于t1，所述t1的定值選擇范圍在10~40ms之間，t2的定值選擇范圍在3~10s之間，本發(fā)明的優(yōu)選實施例，t1的定值選擇為30ms，t2的定值選擇為7s；

（b2），行波啟動后，線路保護(hù)行波測距一體化裝置將行波啟動期間的數(shù)據(jù)緩存，并判別t1時間內(nèi)是否產(chǎn)生保護(hù)啟動信號，或者t2時間內(nèi)是否產(chǎn)生保護(hù)動作信號，進(jìn)行行波啟動的確認(rèn)判據(jù)；

（b3），若存在保護(hù)啟動信號或保護(hù)動作信號，則確認(rèn)此次行波啟動為有效啟動，并執(zhí)行（b4）；否則，丟棄此次緩存的數(shù)據(jù)；

（b4），線路保護(hù)行波測距一體化裝置有效啟動行波緩存的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到非易失性存儲卡中，并進(jìn)行后續(xù)的行波分析計算；

步驟（c），通過可編程門陣列fpga、動態(tài)隨機(jī)存儲器ddr，實現(xiàn)兩級緩存，從而無死區(qū)記錄故障行波，包括以下步驟，

（c1），行波數(shù)據(jù)在可編程門陣列fgpa的片內(nèi)緩存持續(xù)循環(huán)緩存，此為第一級緩存；

（c2），當(dāng)行波啟動判據(jù)動作后，可編程門陣列fpga截取啟動期間的數(shù)據(jù)，將其緩存到動態(tài)隨機(jī)存儲器ddr內(nèi)，此為第二級緩存，從而實現(xiàn)無死區(qū)記錄，具體表現(xiàn)在：可編程門陣列fpga內(nèi)部緩存可緩存足夠長的高速ad數(shù)據(jù)（例如10~20ms），且緩存長度大于行波錄波時長（例如5ms~10ms）和數(shù)據(jù)搬運(yùn)耗時（小于1ms）；選用大容量的動態(tài)隨機(jī)存儲器ddr，使可實現(xiàn)足夠多次數(shù)的行波數(shù)據(jù)緩存（例如64~1028次），從而保證在密集落雷、行波啟動多次連續(xù)觸發(fā)的情況下，裝置仍能有足夠的時間進(jìn)行后續(xù)的行波分析和行波數(shù)據(jù)永久存儲，從而實現(xiàn)無死區(qū)記錄；

（c3），線路保護(hù)行波測距一體化裝置從動態(tài)隨機(jī)存儲器ddr取出數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，將有效啟動行波緩存的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到非易失性存儲卡中；

步驟（d），根據(jù)幅度選擇線模行波信號進(jìn)行行波測距，具體過程為，線路保護(hù)行波測距一體化裝置選用線模行波信號進(jìn)行行波故障測距；其中，線模行波信號為兩相行波信號之差，分別為iab=ia-ib，ibc=ib-ic，ica=ic-ia，兩相相減可抵消雷擊行波信號，所述ia、ib、ic為雷擊時輸電線路上的三相電流行波信號的各相電流瞬時值，當(dāng)幅值最大的線模量在單相接地故障時包含故障相；在相間故障時對應(yīng)兩個故障相；在三相故障時包含故障信號幅度最大的兩相，由于幅值最大的線模行波信號是故障特征最為明顯的信號，且能消除雷電行波的干擾；另外，由于線模行波的衰減比單相行波要小，行波波速比單相行波要穩(wěn)定，因此，采用幅值最大的線模量行波可取得最好的測距精度。

綜上所述，本發(fā)明的適應(yīng)輸電線路密集落雷的行波測距方法，能夠根據(jù)雷擊輸電線路三相電流行波信號識別雷擊行波；設(shè)置行波啟動判據(jù)，防止行波拒動，同時，利用繼電保護(hù)的啟動或動作信號作為行波啟動的確認(rèn)判據(jù)，防止行波誤啟動，實現(xiàn)保護(hù)啟動或保護(hù)動作與行波啟動的一一對應(yīng)；采用fpga、ddr兩級緩存實現(xiàn)故障行波的無死區(qū)記錄；根據(jù)信號幅度選擇線模行波信號進(jìn)行行波測距，以消除雷電波對行波測距的干擾，能夠提高線路保護(hù)行波測距一體化裝置在密集落雷工況下的行波測距的可靠性和測距精度，具有良好的應(yīng)用前景。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。