專利名稱：一種基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸電線路參數(shù)測量，尤其是涉及一種基于故障錄波的 輸電線路參數(shù)在線測量方法。
背景技術(shù)：
國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T559-94:《220KV 500KV電網(wǎng)繼電 保護(hù)運(yùn)行規(guī)程》對(duì)繼電保護(hù)整定要求架空線路和電纜的零序阻抗、 其它對(duì)繼電保護(hù)影響較大的參數(shù)應(yīng)使用實(shí)測值。而現(xiàn)有的線路參數(shù)測 量方法是停電測量，所測線路須停電，并脫離電網(wǎng)，通過不同的測量 試驗(yàn)測得線路的正序、零序參數(shù)。 一般是在對(duì)線路施加試驗(yàn)電源后通 過電壓表、電流表、功率表、頻率計(jì)等表計(jì)測量出線路的各個(gè)狀態(tài)， 經(jīng)人工讀取表值后利用相應(yīng)的公式計(jì)算出各個(gè)相應(yīng)的線路參數(shù)值，盡 管比單純通過理論計(jì)算出的參數(shù)值要準(zhǔn)確，但是停電測量影響正常的 負(fù)荷供電和潮流的優(yōu)化分布，還存在測量設(shè)備沉重、操作繁瑣、費(fèi)時(shí) 費(fèi)力等弊端，尤其是在測量前后的線路開斷、接地、閉合及測量過程 中的諸多操作中存在人員和設(shè)備的安全隱患，在測量中線路兩端和調(diào) 度之間一般由無線電聯(lián)系，可靠性較差，還易造成配合失誤。此外， 現(xiàn)有的錄波裝置可以在故障情況下記錄波形，但用于線路參數(shù)測量還 未有相關(guān)應(yīng)用，且不能在正常運(yùn)行中設(shè)定基于GPS整點(diǎn)時(shí)鐘的定時(shí)啟動(dòng)，無法對(duì)正常運(yùn)行中輸電線路正序參數(shù)進(jìn)行同步在線測量；在區(qū)
外接地故障情況下，不能測量零序阻抗等參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有錄波裝置的技術(shù)缺 陷，提出一種基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法，將故障錄 波加以簡單改造，使錄波裝置可以用于輸電線路參數(shù)的在線測量，并 提高對(duì)線路參數(shù)測量次數(shù)和測量精度。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。 這種基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法是，通過錄波裝 置的采集、計(jì)算、啟動(dòng)等功能，采集線路正常運(yùn)行的電壓電流，由中 心調(diào)度計(jì)算機(jī)提取正常運(yùn)行狀態(tài)下的兩端整點(diǎn)錄波文件，測量出線路 正序參數(shù)，也可提取區(qū)外故障時(shí)線路兩端同步記錄的包含零序電壓、 電流的錄波文件，測量出線路的零序參數(shù)；并將多次測量的結(jié)果統(tǒng)計(jì) 平均，測量出不同氣候條件下的線路參數(shù)。
這種基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法，采用線路兩端 設(shè)置具有相同硬件平臺(tái)包括故障錄波模塊的錄波裝置，以及中心調(diào)度 計(jì)算機(jī)的輸電線路參數(shù)同步測量模塊，實(shí)現(xiàn)基于線路兩端信息的輸電 線路參數(shù)在線測量。
這種基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法的特點(diǎn)是-l)用于監(jiān)測的輸電線路兩端的電壓、電流量的錄波裝置設(shè)有"整 點(diǎn)啟動(dòng)"的錄波方式，利用錄波裝置的GPS時(shí)鐘進(jìn)行整點(diǎn)啟動(dòng)，啟 動(dòng)后，記錄正常輸電線路兩端的整點(diǎn)時(shí)刻的電壓、電流采樣值，調(diào)用傅立葉變換函數(shù)，對(duì)每相的電壓電流進(jìn)行傅立葉變換，濾除高次諧波， 得到其基波的幅值和相位，并分別對(duì)線路始末端的電壓、電流進(jìn)行不 對(duì)稱變換，得出線路兩端的正序電壓、電流，并以錄波文件形式分別 保存在兩端的錄波裝置中；
2) 在雙回互感線路發(fā)生區(qū)外接地故障時(shí)，利用故障產(chǎn)生的零序 電流同時(shí)啟動(dòng)線路兩端的錄波裝置，啟動(dòng)后，對(duì)區(qū)內(nèi)線路兩端零序電 壓、零序電流信號(hào)的同步采樣，并以錄波文件形式分別保存在兩端的 錄波裝置中；同時(shí)還設(shè)有保證區(qū)外接地故障時(shí)兩端錄波裝置同時(shí)啟動(dòng)
錄波進(jìn)行參數(shù)測量的零序靈敏n段啟動(dòng)元件，其值是正常啟動(dòng)值的
1/2;
3) 通過中心調(diào)度計(jì)算機(jī)提取正常運(yùn)行狀態(tài)下的兩端整點(diǎn)錄波文 件，讀取兩端正序電壓、電流值，測量出線路正序參數(shù)，還提取區(qū)外 接地故障時(shí)線路兩端同步記錄的包含零序電壓、電流的錄波文件，由 最小二乘法求解包含線路零序阻抗的代數(shù)方程組，測量出線路的零序 參數(shù)，并將多次測量的結(jié)果統(tǒng)計(jì)平均，測量出不同氣候條件下的線路 參數(shù)。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。 所述故障錄波模塊根據(jù)采樣數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行啟動(dòng)判斷，如有
啟動(dòng)則生成故障文件，完成對(duì)兩端數(shù)據(jù)的同步采集。
所述中心調(diào)度計(jì)算機(jī)的輸電線路參數(shù)同步測量模塊通過對(duì)線路
兩端的錄波文件進(jìn)行分析，輸出線路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)輸電線路參數(shù)同步測所述電壓、電流采樣值是利用GPS的同步授時(shí)功能獲得誤差小 于1微秒的時(shí)間基準(zhǔn)，在GPS時(shí)間同步下兩端錄波裝置同時(shí)采集線 路兩端的電壓、電流值，再由傅立葉濾波算法得出相應(yīng)的基波電流、 電壓矢量值。
所述零序參數(shù)包括零序自阻抗和零序互阻抗。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是
本發(fā)明無需斷電，操作方便，可使錄波裝置用于輸電線路諸如正 序阻抗、正序?qū)Ъ{、零序阻抗、零序互感等參數(shù)的在線測量，彌補(bǔ)現(xiàn) 有在線測量裝置測量正序參數(shù)時(shí)不同步、測量零序參數(shù)時(shí)無零序電源 的缺陷，提高對(duì)線路參數(shù)測量次數(shù)和測量精度。


圖1是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
在線路正常運(yùn)行時(shí)的示意圖； 圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
在線路發(fā)生區(qū)外接地故障時(shí)的示 意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
并對(duì)照?qǐng)D1、2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 圖1是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
測量線路正常時(shí)的示意圖。在A-B 變電站和相鄰的B-C變電站雙回互感線路都正常運(yùn)行的情況下，測 量正序參數(shù)時(shí)，利用B-C變電站錄波裝置的GPS時(shí)鐘進(jìn)行整點(diǎn)啟動(dòng)， 在GPS時(shí)間同步下通過錄波裝置記錄整點(diǎn)時(shí)刻的電壓電流采樣值， 由傅立葉濾波算法將電流采樣值、電壓采樣值得到相應(yīng)的正序基波電 流、電壓矢量值，并以錄波文件形式分別保存在兩端的錄波裝置中；然后由中心調(diào)度計(jì)算機(jī)提取兩端的整點(diǎn)錄波文件，進(jìn)行正序阻抗、正 序?qū)Ъ{的測量。
圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
測量線路出現(xiàn)區(qū)外接地故障時(shí)的 示意圖。如果A-B變電站區(qū)內(nèi)的F點(diǎn)(C-D變電站區(qū)內(nèi)的E點(diǎn)同理) 發(fā)生接地故障，即B-C變電站發(fā)生區(qū)外接地故障時(shí)，除A、B變電站 錄波裝置啟動(dòng)錄波外，由于C變電站錄波裝置設(shè)有保證區(qū)外接地故 障時(shí)兩端錄波裝置同時(shí)啟動(dòng)錄波進(jìn)行參數(shù)測量的零序靈敏II段啟動(dòng) 元件，其值是正常啟動(dòng)值的1/2，因此，只要接地故障點(diǎn)F到B變電 站的距離不超過B-C變電站的距離，C變電站錄波裝置即可啟動(dòng)錄 波，錄波數(shù)據(jù)都標(biāo)記GPS時(shí)標(biāo)，然后由中心調(diào)度計(jì)算機(jī)通過提取的B、 C變電站錄波裝置文件，根據(jù)零序電流、電壓采樣值由傅立葉濾波算 法得到相應(yīng)的零序基波電流、電壓矢量值，還由最小二乘法求解包含 線路零序阻抗的代數(shù)方程組，得出B-C互感線路的零序自阻抗、零 序互阻抗。并將多次測量的結(jié)果統(tǒng)計(jì)平均，測量出不同氣候條件下的 線路參數(shù)。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳 細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明 所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做 出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應(yīng)當(dāng)視為屬于 本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法，采用線路兩端設(shè)置具有相同硬件平臺(tái)包括啟動(dòng)錄波模塊的錄波裝置，以及中心調(diào)度計(jì)算機(jī)的輸電線路參數(shù)同步測量模塊，實(shí)現(xiàn)基于線路兩端信息的輸電線路參數(shù)在線測量，其特征在于1)用于監(jiān)測的輸電線路兩端的電壓、電流量的錄波裝置設(shè)有“整點(diǎn)啟動(dòng)”的錄波方式，利用錄波裝置的GPS時(shí)鐘進(jìn)行整點(diǎn)啟動(dòng)，啟動(dòng)后，記錄正常輸電線路兩端的整點(diǎn)時(shí)刻的電壓、電流采樣值，調(diào)用傅立葉變換函數(shù)，對(duì)每相的電壓電流進(jìn)行傅立葉變換，濾除高次諧波，得到其基波的幅值和相位，并分別對(duì)線路始末端的電壓、電流進(jìn)行不對(duì)稱變換，得出線路兩端的正序電壓、電流，并以錄波文件形式分別保存在兩端的錄波裝置中；2)在雙回互感線路發(fā)生區(qū)外接地故障時(shí)，利用故障產(chǎn)生的零序電流同時(shí)啟動(dòng)線路兩端的錄波裝置，還利用錄波裝置的GPS時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)兩端數(shù)據(jù)同步，啟動(dòng)后，對(duì)區(qū)內(nèi)線路兩端零序電壓、零序電流信號(hào)的同步采樣，并以錄波文件形式分別保存在兩端的錄波裝置中；還設(shè)有保證區(qū)外接地故障時(shí)兩端錄波裝置同時(shí)啟動(dòng)錄波進(jìn)行參數(shù)測量的零序靈敏II段啟動(dòng)元件，其值是正常啟動(dòng)值的1/2；3)通過中心調(diào)度計(jì)算機(jī)提取正常運(yùn)行狀態(tài)下的兩端整點(diǎn)錄波文件，讀取兩端正序電壓、電流值，測量出線路正序參數(shù)，還提取區(qū)外接地故障時(shí)線路兩端同步記錄的包含零序電壓、電流的錄波文件，由最小二乘法求解包含線路零序阻抗的代數(shù)方程組，測量出線路的零序參數(shù)，并將多次測量的結(jié)果統(tǒng)計(jì)平均，測量出不同氣候條件下的線路參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法，其特征在于所述故障錄波模塊根據(jù)采樣數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行啟動(dòng)判斷，如有啟 動(dòng)則生成故障文件，完成對(duì)兩端數(shù)據(jù)的同步采集。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法，其特征在于所述中心調(diào)度計(jì)算機(jī)的輸電線路參數(shù)同步測量模塊通過對(duì)線路 兩端的錄波文件進(jìn)行分析，輸出線路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)輸電線路參數(shù)同步測
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法，其特征在于所述電壓、電流采樣值是利用GPS的同步授時(shí)功能獲得誤差小于1微秒的時(shí)間基準(zhǔn)，在GPS時(shí)間同步下兩端錄波裝置同時(shí)采集線路兩端的電壓、電流值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法，其特征在于所述零序參數(shù)包括零序自阻抗和零序互阻抗。
全文摘要
一種基于故障錄波的輸電線路參數(shù)在線測量方法，其特征在于利用錄波裝置的GPS時(shí)鐘進(jìn)行整點(diǎn)啟動(dòng)，得出線路兩端的正序電壓、電流，并以錄波文件形式分別保存在兩端的錄波裝置中；在雙回互感線路發(fā)生區(qū)外接地故障時(shí)，利用故障產(chǎn)生的零序電流同時(shí)啟動(dòng)線路兩端的錄波裝置，對(duì)區(qū)內(nèi)線路兩端零序電壓、電流同步采樣，還設(shè)有零序靈敏II段啟動(dòng)元件；中心調(diào)度計(jì)算機(jī)讀取兩端正序電壓、電流值，測量出線路的正序參數(shù)。讀取兩端零序電壓、電流值，測量出線路的零序參數(shù)。本發(fā)明無需斷電，操作方便，可使錄波裝置用于輸電線路參數(shù)在線測量，彌補(bǔ)現(xiàn)有在線測量裝置測量正序參數(shù)時(shí)不同步、測量零序參數(shù)時(shí)無零序電源的缺陷，提高對(duì)線路參數(shù)測量次數(shù)和測量精度。
文檔編號(hào)G01R31/08GK101581752SQ20091010785
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者熊敏俊, 忠 趙 申請(qǐng)人:深圳市雙合電腦系統(tǒng)股份有限公司