[发明专利]一种基于录波数据的输电线路故障精确判定方法

说明书

本发明公开了一种基于录波数据的输电线路故障精确判定方法，包括如下步骤：S1、母线自动匹配；S2、零序模拟量信号反接智能识别及矫正；S3、采用全模拟量信号判定断路器跳闸；S4、边界预期法筛选故障基准点；S5、基于母线电压扰动特征识别的防误闭锁。本发明能适应电网运行方式的随机改变，兼容现场电气施工时极易出现的通道反接现象，避开核心状态量信号配置参数缺失/不全情况下判定依据不足问题，克服过去依赖单一故障基准点易发的不可靠性，解除变电站试验时各种仿真信号干扰威胁，大幅提高了故障线路判定的准确度，紧密契合了电力系统管理和运行特点。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于录波数据的输电线路故障精确判定方法。

背景技术

作为变电站运行记录的“黑匣子”，每台录波器可同时对多条输电线路(亦称线路)进行监视，以一座220kV变电站为例，规定每台录波器监视的输电线路数为6到8条，而运用于智能变电站的数字化录波器则多达30条。约95％的电网故障发生于输电线路上，形成短路效应，由于录波器记录的灵敏性，无论是电网正常扰动还是输电线路故障，相关数据都会被录波器记录和分析。输电线路故障时，相邻的若干条线路的电气量也会表现出相似特征，因此，对故障线路的判定，首先要同各种电网扰动进行区分，其次要同相邻线路的疑似特征进行甄别，此外还需充分考虑其他可能的意外因素，防止误判、漏判现象发生。

在信息化技术高度发达的今天，变电站已经实现了无人值守，电力调控部门依靠遍布各处的录波器，对密集的输电线路走廊实施全自动的状态监视和故障判定，一旦出现输电线路故障的误判或漏判，将对调度管理人员的事故处理造成难以估量的后果。因此，基于录波数据对故障线路进行各种场景下的精确判定，有利于快速制定应急预案和查线消缺措施，保障输电可靠性，减少停电损失。基于录波数据对故障线路进行判定，面临的技术问题有：

母线错配。电网运行方式的调整是随机的，线路所挂接的母线也会相应调整，但调整后的参数并不通知录波器，导致在录波数据记录中，线路挂接的母线参数同实际不符，从而导致误判。

零序反接。录波器在接入变电站母线和线路的模拟量信号时，电压和电流的零序信号二次回路在通道接法上是恰好相反的，因此容易在电气施工过程中人为失误将零序反接，致使信号采集源头就出错，影响后期对故障线路的判定。

重要状态量参数定义缺失。录波器监视信号中，除了必须的母线电压、线路电流等模拟量信号，还包括为线路配备的保护动作、断路器跳闸等状态量信号，其中断路器跳闸信号是判定线路发生故障最直接有力的依据。但实际配置中，由于不同厂家录波器在功能设计上的差异，与线路密切相关的重要状态量信号参数常常定义不严谨，甚至缺失，为故障线路的直观判定造成麻烦。

故障基准点选取风险高。判定线路区内故障首先要基于合理的测距基准点，理论上，时间窗A内任何一个点都是不错的选择，但这仅是针对金属性短路类理想型故障而言。像雷击波、山火这类发展性故障，相邻时刻各电气分量数值离散度非常大，选取不同基准点的测距结果差异明显，极端情况下，时间窗A内有一半的基准点能使测距定位结果落在区外或反方向，成为“雷区”。因此，故障基准点的选取往往具有一定的运气成分，出错几率高，极易引发漏判。

电力系统人员在变电站从事试验、定检活动时的仿真数据同实际故障数据高度相似，甄别难度大。随着实验装备制造能力和算法理论水平的突飞猛进，变电站现场已经有能力在二次回路上仿真出同真实电网故障场景极其逼近的各种信号，不仅体现在模拟量信号逼真度方面，连状态量信号的动作逻辑、时序变化也几无差别，即使人工识别都很困难，一旦引发误判，后果十分严重。

标准的故障线路特征量信号如图3所示。T0时刻线路处在正常负荷状态，Tn为故障起始点，该线路配备的保护于Tb时刻开出动作信号，断路器收到动作信号后于Tc时刻跳闸，至Tm点线路上的故障相负荷被切除，电流信号为0。

发明内容

本发明提出了一种基于录波数据的输电线路故障精确判定方法，以解决上述背景技术中提出的问题。