[发明专利]一种采用行波测距算法的故障录波器

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的故障录波器，特别涉及一种采用行波测距算法的故障录波器。 

背景技术

目前，运用在电力系统中的故障录波器都带有传统单端和双端测距功能，这种测距的原理是阻抗法，但是阻抗法测距存在精度问题，它们的误差主要来源于算法本身的假设，测距精度深受故障点的过渡电阻的影响，只有当故障点的过渡电阻为零时，故障点的距离才能够比较准确的计算出来。而且由于实际系统中线路不完全对称以及测量端对侧系统阻抗值的不可知等因素的影响，测距误差往往远大于某些故障测距产品在理想条件下给出的误差标准。 

从原理上看，行波测距与阻抗法相比几乎不受过渡电阻和线路不对称等因素的影响，精度优于阻抗法；但行波法存在反射波识别问题，且在近区还存在无法识别反射波区域，而近端恰好是阻抗法测距较准确的区段。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在故障录波器中增加行波测距单元，提高输电线路故障点定位的准确度，可以大大缩短故障查线和故障修复时间的采用行波测距算法的故障录波器。 

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种采用行波测距算法的故障录波器，包括电压变送器，电流变送器，录波接入单元，故障录波单元，行波测距单元和CPU插件； 

所述电压变送器，用于将电力系统中输入的电压信号按线性比例转化成模拟电压信号，并将模拟电压信号输出给录波接入单元； 

所述电流变送器，用于将电力系统中输入的电流信号按线性比例转化成相同的两路模拟电流信号，其中一路模拟电流信号输出给录波接入单元，另一路模拟电流信号输出给行波测距单元； 

所述录波接入单元，用于接收电压变送器发送的模拟电压信号和电流变送器发送的模拟电流信号，并接收电力系统输入的开关量信号，将模拟电压信号和模拟电流信号分别转化成数字电压信号和数字电流信号，对开关量信号进行输入输出隔离，形成安全开关信号，之后将数字电压信号、数字电流信号和安全开关信号发送给故障录波单元； 

所述故障录波单元，用于根据安全开关信号携带的开关信息，对数字电压信号、数字电流信号进行采样，判断是否满足启动录波的条件、进行录波，获得录波数据，将录波数据发送给行波测距单元； 

所述行波测距单元，用于对电流变送器发送的模拟电流信号进行A/D转换，转换成高速数字电流信号，对高速数字电流信号进行采样，判断是否满足启动行波测距的条件、进行行波测距，获得行波数据，将行波数据和录波数据发送给CPU插件； 

所述CPU插件，用于接收行波数据和录波数据，并根据行波数据和录波数据计算出故障位置。 

本发明的有益效果是：在故障录波单元中增加行波测距单元，利用阻抗算法对故障进行准确定时，利用小波算法捕捉行波波头，提高了传统故障录波单元的测距精度。 

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。 

进一步，所述电流变送器为双路输出电流变送器。 

采用上述进一步方案的有益效果是双路输出的电流变送器可以同时输出两路相同的模拟电流信号。 

进一步，所述录波接入单元包括光电耦合器和两个A/D转换器，所述光 电耦合器用于对开关量信号进行输入输出隔离，两个所述A/D转换器用于对模拟电压信号和模拟电流信号进行A/D转换。 

采用上述进一步方案的有益效果是采用光电耦合器可以对信号进行安全隔离，减少干扰；采用A/D转换器可以将模拟信号转换成数字信号。 

进一步，所述故障录波单元包括第一FPGA和第一DSP； 

所述第一FPGA用于根据安全开关信号的开关状态，对录波接入单元发送的的数字电流信号和数字电压信号进行采样，并将录波采样结果发送给第一DSP； 

所述第一DSP，用于根据录波采样结果，判断是否满足启动录波的条件，进行录波，获得录波数据和将录波数据发送给所述行波测距单元。 

采用上述进一步方案的有益效果是采用FPGA对信号进行采样，可实现快速精确采样；采用DSP进行运算及录波控制，更加快速精确。 

进一步，所述行波测距单元包括高速A/D，第二FPGA，第二DSP和交换机； 

所述高速A/D，用于将电流变送器发送的模拟电流信号进行A/D转换，生成高速数字电流信号； 

所述第二FPGA，用于对高速数字电流信号进行行波采样，并将行波采样结果发送给第二DSP； 

所述第二DSP，用于根据行波采样结果，判断是否满足启动行波测距的条件，获得行波数据和将行波数据发送给所述交换机；