[发明专利]电力录波采样延时检测系统及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种电力录波采样延时检测系统及方法，特别涉及一种用于高压输电线路的电力录波采样延时检测系统及方法。

【背景技术】

高压输电线路是电力系统中发生故障最多的地方，极难查找。故障测距方法按测距所需信息来源分为单端量法和双端量法。单端故障测距的典型算法为单端行波法和单端阻抗法，单端行波法不能有效识别来自于故障点反射行波和来自于其它波阻抗间断点反射行波，单端阻抗法不能完全消除故障过渡电阻和对侧系统阻抗影响，因此故障测距精度不是很高。双端量法使用线路两端电气信息，测距原理上，双端测距不受过渡电阻和两侧系统阻抗等因素影响，可以大大提高测距精度，但在实际应用中，由于各种录波装置采样频率和相位偏移的影响，降低了测量精度。

目前对故障测距研究主要是基于测量或者仿真得到故障录波数据，应用各种算法进行故障定位。主要的方法包括：利用传输线分布参数模型进行故障定位；依靠采样频率，考虑寄生电容的影响，利用长线法定范围，短线法精确定位；用同步电压测量方法，避免了电流互感器误差；基于系统具有有限个传输线，且故障发生在系统传输线端；计算不同子站之间的传输线阻抗相移；利用故障前后录波数据，将故障距离、线路参数、同步误差等量作为未知量，求解故障距离。

上述故障测距算法共同点是只考虑不同子站之间的传输线的信号延时，假定录波数据真实的反映输电线路的信号量，没有精确的估计输电线路上信号到达录波设备和设备给数据加时标这一传输过程中的延时(即采样延时)，以及不同设备的采样延时对故障测距的影响，难以达到实质上的高精度故障测距。

【发明内容】

为了解决现有技术高压输电线路故障难以达到实质上的高精度故障测距的技术问题，本发明提供了一种用于高压输电线路的电力录波采样延时检测系统及方法。

本发明解决现有技术高压输电线路故障难以达到实质上的高精度故障测距的技术问题所采用的技术方案是：提供一种电力录波采样延时检测系统包括电网信号输出装置、与电网信号输出装置相连的电压/电流变换器，以及与电压/电流变换器相连的电力录波装置，所述电力录波装置包括电压/电流互感器、滤波电路、采样保持电路、第一比较器、第二比较器和现场可编程门阵列；所述电压/电流互感器的一次端与第二比较器相连，第二比较器与现场可编程门阵列相连，用于将电网信号经过第二比较器后输入至现场可编程门阵列；所述电压/电流互感器的二次端依次通过滤波电路和采样保持电路与第一比较器相连，第一比较器与现场可编程门阵列相连，用于将采样保持电路输出的电网信号输入至现场可编程门阵列；所述现场可编程门阵列用于检测经过第一比较器和第二比较器输出的信号，测量并记录各信号之间的相位差。

根据本发明电力录波采样延时检测系统的一优选实施例，所述第一比较器和第二比较器性能相同。

本发明解决现有技术高压输电线路故障难以达到实质上的高精度故障测距的技术问题所采用的技术方案是：提供一种电力录波采样延时检测系统包括电网信号输出装置、与电网信号输出装置相连的电压/电流变换器，以及与电压/电流变换器相连的电力录波装置，所述电力录波装置包括至少两路模拟通道的至少两个电压/电流互感器、至少两个滤波电路、至少两个采样保持电路、第一跟随器、模拟开关、第二跟随器、模拟信号与数字信号(Analog to Digital，以下简称AD)转换装置、光耦隔离装置、现场可编程门阵列和数字信号处理器；所述第一跟随器用于增加模拟开关的驱动能力；所述第二跟随器用于增加输入AD转换装置的信号的驱动能力；所述AD转换装置用于将模拟电网信号转换为数字电网信号；所述现场可编程门阵列用于同步采集AD转换装置转换后的经光耦隔离装置输出的数字信号；所述数字信号处理器用于计算现场可编程门阵列采集到的各通道信号之间的相位差。

根据本发明电力录波采样延时检测系统的一优选实施例，所述电压/电流互感器、滤波电路和采样保持电路的数量相等。

根据本发明电力录波采样延时检测系统的一优选实施例，经过所述采样保持电路的控制信号与获取全球定位系统(Global Positioning System，以下简称GPS)时标的控制信号同步。

根据本发明电力录波采样延时检测系统的一优选实施例，所述电力录波装置还包含高性能处理器，该电力录波装置可通过以太网与计算机相连。