本發(fā)明涉及高壓輸電領(lǐng)域，更具體地，涉及一種保護(hù)故障信息管理系統(tǒng)的在線測距方法。

背景技術(shù)：

高壓輸電線路擔(dān)負(fù)著傳送電能的重任，又是電網(wǎng)故障的多發(fā)部位，其故障直接威脅現(xiàn)代電力系統(tǒng)的安全運行?？焖佟?zhǔn)確的故障測距是查找輸電線路故障點的重要依據(jù)，可減輕巡線人員的負(fù)擔(dān)，加速線路故障排除，盡快恢復(fù)供電，從而提高電網(wǎng)運行的可靠性，減少因停電造成的經(jīng)濟損失，也是從技術(shù)上保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行的重要措施之一。

調(diào)控一體化這種新的運行管理模式出現(xiàn)后，大量變電站實現(xiàn)了無人值守，調(diào)度、監(jiān)控人員已經(jīng)無法從當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺或者裝置打印報告中獲取測距數(shù)據(jù)，這使得通過調(diào)度自動化系統(tǒng)來快速、可靠的獲取測距結(jié)果成為非常緊迫的要求。

除了傳統(tǒng)的ems系統(tǒng)外，目前地級以上調(diào)度中心已普遍建設(shè)完成繼電保護(hù)故障信息管理系統(tǒng)(以下簡稱保信系統(tǒng))，該系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是將保護(hù)設(shè)備、故障錄波器等智能電子裝置的運行信息、動作信息、測距信息和錄波數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至調(diào)度中心內(nèi)部，從而為調(diào)度管理部門實時掌握繼電保護(hù)裝置的運行狀況，從而及時準(zhǔn)確判斷故障性質(zhì)和保護(hù)的動作行為提供了可靠的技術(shù)保障。

實際運行過程中，由于保護(hù)裝置、保護(hù)子站通信軟件功能缺陷等多方面原因，子站端常常無法可靠上送測距數(shù)據(jù)，為此調(diào)度主站端一般都是保護(hù)專業(yè)人員通過錄波分析軟件對故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析和測距計算來得到測距結(jié)果。

線路故障后快速定位故障點，排除故障并恢復(fù)供電具有很高的時效性要求。保護(hù)專業(yè)人員通過錄波分析軟件對故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析和測距計算一般都距離故障發(fā)生時刻過去較長時間，顯然無法滿足時效性要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決以上現(xiàn)有技術(shù)對故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析和測距計算的時效性不高的技術(shù)缺陷，提供了一種保護(hù)故障信息管理系統(tǒng)的在線測距方法。

為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是：

一種保護(hù)故障信息管理系統(tǒng)的在線測距方法，包括以下步驟：

s1.電網(wǎng)故障后，根據(jù)遙信變位、soe和保護(hù)動作信號判斷出故障線路；

s2.召喚故障線路所屬雙側(cè)廠站的指定錄波器的錄波文件；

s3.根據(jù)錄波文件記錄的相電流突變量確定具體的故障時刻及對應(yīng)的故障設(shè)備，并進(jìn)一步確定故障設(shè)備的三相電壓、零序電壓、三相電流和零序電流共計8個模擬量通道；

s4.基于確定的故障時刻和8個模擬量通道對故障前一個周波和故障后一個周波的離散采樣點應(yīng)用差分傅里葉級數(shù)算法計算故障前后的三相電壓、零序電壓和三相電流、零序電流的復(fù)數(shù)值；

s5.通過相序轉(zhuǎn)換計算故障后正序、負(fù)序和零序的電流值，通過對序電流故障分量的比對分析來確定故障相別；

s6.故障相別確定，進(jìn)行單端側(cè)或者雙端側(cè)的測距計算。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的測距方法在線路故障后自動召喚線路兩側(cè)變電站對應(yīng)的故障錄波器的錄波文件，并進(jìn)行在線分析、計算，實現(xiàn)單、雙端測距功能，并將測距結(jié)果快速提供給調(diào)度、監(jiān)控等專業(yè)人員，與現(xiàn)有技術(shù)提供的離線式測距方法相比，其時效性得到了提高。

附圖說明

圖1為方法的流程示意圖。

圖2為確定故障相別的示意圖。

圖3為單相系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。

實施例1

如圖1所示，一種保護(hù)故障信息管理系統(tǒng)的在線測距方法，包括以下步驟：

s1.電網(wǎng)故障后，根據(jù)遙信變位、soe和保護(hù)動作信號判斷出故障線路；

s2.召喚故障線路所屬雙側(cè)廠站的指定錄波器的錄波文件；

s3.根據(jù)錄波文件記錄的相電流突變量確定具體的故障時刻及對應(yīng)的故障設(shè)備，并進(jìn)一步確定故障設(shè)備的三相電壓、零序電壓、三相電流和零序電流共計8個模擬量通道；

s4.基于確定的故障時刻和8個模擬量通道對故障前一個周波和故障后一個周波的離散采樣點應(yīng)用差分傅里葉級數(shù)算法計算故障前后的三相電壓、零序電壓和三相電流、零序電流的復(fù)數(shù)值；

s5.通過相序轉(zhuǎn)換計算故障后正序、負(fù)序和零序的電流值，通過對序電流故障分量的比對分析來確定故障相別；

s6.故障相別確定后，進(jìn)行單端側(cè)或者雙端側(cè)的測距計算。

在具體的實施過程中，如圖2所示，所述步驟s5確定故障相別的具體過程如下：

s51.判斷是否存在零序分量，若是則執(zhí)行步驟s52，否則執(zhí)行步驟s58；

s52.判斷a相相角是否為0度，若是則將故障相別確認(rèn)為a相故障，否則執(zhí)行步驟s53；

s53.判斷a相相角是否為180度，若是則將故障相別確認(rèn)為b相、c相間接地故障，否則執(zhí)行步驟s54；

s54.判斷b相相角是否為0度，若是則將故障相別確認(rèn)為b相故障，否則執(zhí)行步驟s55；

s55.判斷b相相角是否為180度，若是則將故障相別確認(rèn)為c相、a相間接地故障，否則執(zhí)行步驟s56；

s56.判斷c相相角是否為0度，若是則將故障相別確認(rèn)為c相故障，否則執(zhí)行步驟s57；

s57.判斷c相相角是否為180度，若是則將故障相別確認(rèn)為a相、b相間接地故障，否則輸出故障相別確定失敗；

s58.判斷是否存在著a相正序電流和a相負(fù)序電流，若是則將故障相別確認(rèn)為b相、c相間故障；否則執(zhí)行步驟s59；

s59.判斷是否存在著b相正序電流和b相負(fù)序電流，若是則將故障相別確認(rèn)為c相、a相間故障；否則執(zhí)行步驟s60；

s60.判斷是否存在著c相正序電流和c相負(fù)序電流，若是則將故障相別確認(rèn)為a相、b相間故障；否則輸出故障相別確定失敗。

圖3為單相系統(tǒng)的示意圖。設(shè)m端為測量端，則測量阻抗可表示為

式中：z為線路單位長度的阻抗；dmf為m端到故障點f的距離；為m端測量到的電壓、電流；rf為故障點的過渡電阻；δz為測量誤差，為故障點的短路電流。

故障點與m端電流的故障分量之間存在以下關(guān)系

其中是m端的負(fù)荷電流和故障分量；為故障點的電流；cm為m端的電流分布系數(shù)。阻抗法測距原理如下：

根據(jù)式(1)可得到

對式(3)兩端取虛部可得到

其中x是線路的單位電抗，r是線路的單位電阻。

解復(fù)數(shù)方程法測距原理如下：

根據(jù)式(1)和(2)可得到

對式(5)兩端取虛部可得到

其中為的共軛復(fù)數(shù)。

由式(5)可推得單相短路接地時，測距算法的普遍式

式中：為故障相電壓，電流。p代表短路接地相，為a或b或c。為m端的電流故障分量。j為代表正序、負(fù)序、或零序，j＝1、2、0。為的共軛復(fù)數(shù)。

兩相短路時的算法為

式中：為兩故障相的電壓差、電流差；為非故障相為特殊相的負(fù)序電流。為的共軛復(fù)數(shù)。

兩相短路接地時的測距算法為

式中：為非故障相為特殊相的正序故障分量電流。為的共軛復(fù)數(shù)。

三相短路時的算法為

式中：為任一相電流的故障分量，其中p為a或b或c。為的共軛復(fù)數(shù)。

雙端測距主要采用雙端數(shù)據(jù)不需要同步的基于故障分量的折半查找法，根據(jù)線路長度不同可采用不同的計算方法。對于短線路采用不需要考慮分布電容的集中參數(shù)模型，其基本原理如下：

根據(jù)圖3可知故障點電壓為：

當(dāng)式(11)的幅值和式(12)的幅值無限趨近于相等時，dmf為故障測距值。

對于長距離線路，由于分布電容不可忽略，所以需要采用分布參數(shù)模型，其基本原理如下：

根據(jù)圖3可知故障點電壓為：

其中為傳播常數(shù)，zc為波阻抗。當(dāng)式(13)的幅值和式(14)的幅值無限趨近于相等時，dmf為故障測距值。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。