[发明专利]一种输电线路故障行波波头顶点时刻的检测方法及装置

说明书

本发明涉及一种输电线路故障行波波头顶点时刻的检测方法及装置，该检测装置由罗氏线圈、隔离变压器、上下门限电压比较器、光耦隔离电路、GPS/BDS双模授时模块、通信模块、微处理器、DAC以及线性光耦隔离器构成；微处理器接收服务器命令，控制DAC输出、经光耦隔离器和放大器设定上下门限比较电压，将检测得到的故障行波微分信号经隔离变压器后，送入上下门限电压比较器进行比较；当超过上下门限比较器设定值事，比较器输出下降沿/上升沿脉冲信号，进而触发微处理器中断，微处理器得到脉冲对应时间信息，记录脉冲中断触发时间及相应触发通道，计算得到故障行波波头顶点时刻；本发明能有效提高现有的故障行波检测技术中故障行波波头顶点时刻的检测精度。

技术领域

本发明属于电力系统故障定位技术领域，涉及一种输电线路故障行波波头顶点时刻的检测方法及装置。

背景技术

电力系统在经济发展中的地位举足轻重，但是输电线路故障在电力系统运行过程中难以避免。特别在特高压输电线路中，线路发生故障后快速查找故障点是恢复供电的前提。输电线路发生故障后，故障点会产生一组高频故障行波，通过检测行波进而获取行波中所包含的信息可以进行线路保护和故障检测工作。因此，挖掘和利用行波故障信息，构造新的故障检测技术，提高故障检测和处理能力，对于增强电力系统的安全性和稳定性具有重大意义。

目前国内外的电力系统故障检测技术主要基于传统工频故障信息，随着电力系统对于故障检测的精确性、可靠性要求不断提高，这种方法日益暴露出其缺点与不足。故障行波信息与传统故障工频信息相比，包含的内容丰富，它是在故障时突变电压的作用下形成的，能够为故障的检测和定位提供主要依据。在电力系统发展过程中，行波故障检测技术已经有半个多世纪的历史，20世纪中期先后出现了三种不同原理的行波测距方法，到20世纪90年代，随着计算机技术、电子与通信技术的发展，特别是GPS时钟同步技术的出现，为实现基于故障行波的检测技术提供了基础。随着相关电力电子器件以及方法研究的发展，行波故障检测的故障定位精度正逐步提高。基于高频故障行波的故障检测技术正逐步深入电力系统故障检测领域，成为一个相对独立的故障检测理论与技术体系。

故障行波测距的关键问题是对行波信号的判断和提取，以及对波头信息的获取。在实际的电力系统应用中，尚无可以精确测量故障行波信号波头顶点时刻的方法。因此急需一种输电线路故障行波波头顶点时刻的检测方法及配套装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种输电线路故障行波波头顶点时刻的检测方法及装置，可以准确判断故障行波波头、计算波头顶点时刻，解决了测量电力系统中行波波头顶点时刻不准确的难题，有效提高了故障定位的准确度，为输电线路的故障行波定位计算提供可靠数据支撑。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种输电线路故障行波波头顶点时刻的检测装置，该检测装置由罗氏线圈、隔离变压器、上下门限电压比较器、数字光耦隔离电路、GPS/BDS双模授时模块、4G通信模块、微处理器、DAC以及线性光耦隔离器构成，其中罗氏线圈、隔离变压器、上下门限电压比较器、数字光耦隔离电路依次相连，接入微处理器的通用输入输出端口，DAC输出经线性光耦隔离器后与上下门限电压比较器相连，GPS/BDS双模授时模块、4G通信模块分别与微处理器的串口相连。

本发明还提供了一种输电线路故障行波波头顶点时刻的检测方法，该方法包括以下步骤：

S1：微处理器通过4G通信模块接收服务器命令，然后经内部集成的DAC转换器输出，经过线性光耦隔离器后，分别得到故障行波微分信号的上下门限比较电压；

S2：罗氏线圈将检测到的故障行波微分信号分别送入上门限电压比较器的反相输入端和下门限电压比较器的同相输入端；当故障行波微分信号的正负幅值超过上下门限比较电压时，上下门限电压比较器分别输出的上升沿和下降沿脉冲，经数字光耦隔离电路后，触发微处理器外部中断；