一種基于實測數(shù)據(jù)的波速校核方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種基于實測數(shù)據(jù)的波速校核方法，屬電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路分布范圍廣，所經(jīng)地區(qū)地形復(fù)雜且氣候條件多變，易導(dǎo)致輸電線路故障的發(fā)生，線路故障后能夠快速、準(zhǔn)確地測距，有助于減輕現(xiàn)場運維人員的巡線負(fù)擔(dān)，縮短故障修復(fù)時間，減少系統(tǒng)停電損失，對保證電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行具有重要作用。
[0003]目前，國內(nèi)大量行波測距裝置已投入現(xiàn)場運行，但是在實際線路中由于線路受弧垂、行波衰減以及波速誤差等因素的影響，使得行波測距精度有待進(jìn)一步提高。波速是影響行波測距的主要因素，波速的不確定性嚴(yán)重影響了行波測距的精度。波速的選取方式有兩種，即:經(jīng)驗法和利用線路參數(shù)計算行波波速。經(jīng)驗波速即是根據(jù)不同的輸電線路電壓等級選擇一個接近光速的值來近似表示波速，波速取值為0.936c (IlOkV)到0.987c (500kV)不等；另外，在工程實際中，輸電線路的每個桿塔的型號、導(dǎo)線和地線型號、分裂導(dǎo)線數(shù)等都是已知的，則該線路的結(jié)構(gòu)參數(shù)即是確定的，可以由該輸電線路所用主要桿塔型號和結(jié)構(gòu)參數(shù)利用仿真軟件求出該線路的速度。工程計算中一般采用平均波速進(jìn)行故障測距，計算結(jié)果偏大，為實際的人工巡線帶來很大不便。因此，迫切需要提出一種基于實測數(shù)據(jù)、依托實際線路長度來對波速進(jìn)行校驗的方法，從而為線路故障測距提供參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服傳統(tǒng)行波測距方法中由于波速選取偏差而導(dǎo)致的故障測距誤差過大的不足，提出一種基于實測數(shù)據(jù)的波速校核方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于實測數(shù)據(jù)的波速校核方法，對于一條輸電線路NP，僅有與母線P相連的變電站內(nèi)安裝行波測距裝置，線路I發(fā)生故障后重合閘裝置啟動，在線路量測端TA1感受到由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌；該行波浪涌沿線路I傳播到對端母線發(fā)生反射后繼續(xù)延線路傳播到量測端，通過行波測距裝置采集線路I量測端電流行波，并分別記錄合閘初始行波首波頭以及對端母線反射波首波頭到達(dá)TA1的時間，再求其時間差A(yù)t，最后利用線路I全長對波速進(jìn)行校核。
[0006]具體步驟為:
[0007](I)合閘初始行波首波頭與對端母線反射波首波頭到達(dá)量測端時刻的確定:輸電線路I發(fā)生故障后重合閘裝置啟動，在線路量測端TA1感受到由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌；該行波浪涌沿線路I傳播到對端母線發(fā)生反射后繼續(xù)延線路傳播到量測端，通過行波測距裝置采集線路I量測端TA1的電流行波，并分別記錄合閘初始行波首波頭到達(dá)量測端丁仏的時刻為t i，對端母線反射波首波頭過達(dá)量測端時刻為12;
[0008](2)首波頭時間差的求取:根據(jù)(I)中找出的合閘初始行波首波頭與對端母線反射波首波頭到達(dá)量測端時刻的h，t2，求取時間差為At = trt2；
[0009](3)波速的校核:按照公式V = 21夕At進(jìn)行波速的校核，其中，I1為線路I的長度，V為波速。
[0010]本發(fā)明的原理是:
[0011]1、合閘初始行波與對端母線反射波首波頭時間差的求取
[0012]輸電線路I發(fā)生故障后重合閘裝置啟動，在線路量測端TA1感受到由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌；該行波浪涌沿線路I傳播到對端母線發(fā)生反射后繼續(xù)延線路傳播到量測端，通過行波測距裝置采集線路I量測端TA1的電流行波，并分別記錄合閘初始行波首波頭到達(dá)量測端時刻為t i，對端母線反射波首波頭過達(dá)量測端時刻為12，求取其時間差為:
[0013]At = tfh(I)
[0014]其中，^為量測端TA1獲得的合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)變電站母線P，并透射到線路I3量測端的時間；t2為量測端TA1獲得的對端母線反射波到達(dá)線路13量測端的時間。
[0015]2、波速校核:
[0016]根據(jù)公式(2)計算行波波速。
[0017]V = 21/At(2)
[0018]其中，I1為線路I的長度，V為波速。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:基于實測數(shù)據(jù)、依托實際線路長度來對波速進(jìn)行校驗，原理簡單，減小了波速誤差，對于工程行波測距波速的選擇具有重要參考價值。
【附圖說明】
[0020]圖1為實施例1、實施例2中故障初始行波傳播路徑圖；
[0021]圖2為實施例1中故障線路A相行波波形圖；
[0022]圖3為實施例2中故障線路A相行波波形圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024]一種基于實測數(shù)據(jù)的波速校核方法，對于一條輸電線路NP，僅有與母線P相連的變電站內(nèi)安裝行波測距裝置，線路I發(fā)生故障后重合閘裝置啟動，在線路量測端TA1感受到由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌；該行波浪涌沿線路I傳播到對端母線發(fā)生反射后繼續(xù)延線路傳播到量測端，通過行波測距裝置采集線路I量測端TA1的電流行波，并分別記錄合閘初始行波首波頭以及對端母線反射波首波頭到達(dá)TA1的時間，再求其時間差A(yù)t，最后利用線路I全長對波速進(jìn)行校核。
[0025]具體步驟為:
[0026](I)合閘初始行波首波頭與對端母線反射波首波頭到達(dá)量測端時刻的確定:輸電線路I發(fā)生故障后重合閘裝置啟動，在線路量測端TA1感受到由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌；該行波浪涌沿線路I傳播到對端母線發(fā)生反射后繼續(xù)延線路傳播到量測端，通過行波測距裝置采集線路I量測端TA1的電流行波，并分別記錄合閘初始行波首波頭到達(dá)量測端丁仏的時刻為t i，對端母線反射波首波頭過達(dá)量測端時刻為12;
[0027](2)首波頭時間差的求取:根據(jù)⑴中找出的合閘初始行波首波頭與對端母線反射波首波頭到達(dá)量測端時刻的h，t2，求取時間差為At = trt2；
[0028](3)波速的校核:按照公式V = 21夕At進(jìn)行波速的校核，其中，I1為線路I的長度，V為波速。
[0029]實施例1:2014年9月16日18時54分53秒某線路I回發(fā)生A相瞬時故障
[0030]變電站安裝的行波測距裝置采樣率為1MHz，即采樣一個點所需時間為I μ s，線路I回A相電流行波合閘初始行波與對端母線反射波的波形如圖2所示。
[0031](I)當(dāng)線路重合閘時在線路量測端(即:靠近安裝測距裝置變電站母線處)感受到的由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌對應(yīng)圖2中第439個采樣點；該初始行波沿線路傳播到對端母線(即:未安裝測距裝置變電站母線)時將發(fā)生發(fā)射，因此變電站內(nèi)行波測距裝置也記錄下來自對端母線反射波的到達(dá)時間，對應(yīng)圖2中第819個采樣點。
[0032](2)根據(jù)(I)中所述，可得合閘初始行波波頭與對端母線反射波波頭對應(yīng)的采樣點差值為N = 819-439 = 380，即:采樣時間差為380 μ S。
[0033](3)不考慮海拔以及弧垂等因素的影響，線路實際全長為56.27km，根據(jù)說明書中推導(dǎo)的公式得計算波速為:v = 2VAt = 2X56.27X 103/380X 10_6= 2.96X 10 8m/s。
[0034]實施例2:2013年3月26日23時04分18秒某線路發(fā)生A相瞬時故障
[0035]變電站安裝的行波測距裝置采樣率為1MHz，即采樣一個點所需時間為I μ s，線路A相電流行波合閘初始行波與對端母線反射波的波形如圖3所示。
[0036](I)當(dāng)線路重合閘時在線路量測端(即:靠近安裝測距裝置變電站母線處)感受到的由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌對應(yīng)圖3中第207個采樣點；該初始行波沿線路傳播到對端母線(即:未安裝測距裝置變電站母線)時將發(fā)生發(fā)射，因此變電站內(nèi)行波測距裝置也記錄下來自對端母線反射波的到達(dá)時間，對應(yīng)圖3中第461個采樣點。
[0037](2)根據(jù)(I)中所述，可得合閘初始行波波頭與對端母線反射波波頭對應(yīng)的采樣點差值為N = 461-207 = 434，即:采樣時間差為434 μ S。
[0038](3)不考慮海拔以及弧垂等因素的影響，線路實際全長為64.2km，根據(jù)說明書中推導(dǎo)的公式得計算波速為:v = 2VAt = 2X64.2Χ 103/434Χ1(Γ6= 2.958X 10 8m/s。
[0039]以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種基于實測數(shù)據(jù)的波速校核方法，其特征在于:對于一條輸電線路NP，僅有與母線P相連的變電站內(nèi)安裝行波測距裝置，線路I發(fā)生故障后重合閘裝置啟動，在線路量測端TA1感受到由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌；該行波浪涌沿線路I傳播到對端母線發(fā)生反射后繼續(xù)延線路傳播到量測端，通過行波測距裝置采集線路I量測端TA1的電流行波，并分別記錄合閘初始行波首波頭以及對端母線反射波首波頭到達(dá)TA1的時間，再求其時間差A(yù)t，最后利用線路I全長對波速進(jìn)行校核。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實測數(shù)據(jù)的波速校核方法，其特征在于具體步驟為: (1)合閘初始行波首波頭與對端母線反射波首波頭到達(dá)量測端時刻的確定:輸電線路I發(fā)生故障后重合閘裝置啟動，在線路量測端TA1感受到由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌；該行波浪涌沿線路I傳播到對端母線發(fā)生反射后繼續(xù)延線路傳播到量測端，通過行波測距裝置采集線路I量測端TA1的電流行波，并分別記錄合閘初始行波首波頭到達(dá)量測端TA ^勺時刻為h，對端母線反射波首波頭過達(dá)量測端時刻為12; (2)首波頭時間差的求取:根據(jù)(I)中找出的合閘初始行波首波頭與對端母線反射波首波頭到達(dá)量測端時刻的^ t2，求取時間差為At = trt2； (3)波速的校核:按照公式V= 21i/At進(jìn)行波速的校核，其中，I1為線路I的長度，V為波速。
【專利摘要】本發(fā)明為一種基于實測數(shù)據(jù)的波速校核方法，屬電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。本方法為：對于一條輸電線路NP，僅有與母線P相連的變電站內(nèi)安裝行波測距裝置，線路l發(fā)生故障后重合閘裝置啟動，在線路量測端TA1感受到由本端合閘產(chǎn)生的初始行波浪涌；該行波浪涌沿線路l傳播到對端母線發(fā)生反射后繼續(xù)延線路傳播到量測端，通過行波測距裝置采集線路l量測端TA1的電流行波，并分別記錄合閘初始行波首波頭以及對端母線反射波首波頭到達(dá)TA1的時間，再求其時間差Δt，最后利用線路l全長對波速進(jìn)行校核。理論分析和實測數(shù)據(jù)分析表明本方法可以根據(jù)線路全長合理的對波速進(jìn)行校核，在實際工程計算中可以作為參考。
【IPC分類】G01R31-08
【公開號】CN104635110
【申請?zhí)枴緾N201510035127
【發(fā)明人】束洪春, 白冰, 余多, 曹璞璘, 董俊
【申請人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月23日