[發明專利]雷電精確定位系統及方法

有效

• 申請號: 201410568864.3
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104391443A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 楊航;郭曉斌;許愛東;李鵬;陳華軍;吳爭榮;張廣清;刑濤;蔡淵
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;海南電網公司
• 主分類號: G04R20/14
• 分類號: G04R20/14;G04R20/02;G01R31/08
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 劉孟斌

技術領域

本發明涉及監測設備技術領域，尤其涉及一種雷電精確定位系統及方法。

背景技術

以往,當電網輸電線路因雷擊發生跳閘事故,調度中心下達命令,由線路責任區的單位出動大批巡線維護人員,根據人工保護故障測距結果,沿輸電線路逐桿排查故障點。雷電頻繁區域通常處于山區地區,巡線維護人員翻山越嶺,費時費力。對于一些重點線路的故障,可能造成延誤送電、減低電網安全穩定水平等嚴重后果。

雷電定位系統是一整套全自動、大面積、高精度、實時雷電監測系統，能實時遙測并顯示云對地閃擊的時間、位置、雷電流峰值和極性、回擊次數以及每次回擊的參數，雷擊點的分時彩色圖能清晰的顯示雷暴的運動軌跡。通過利用雷電定位系統,線路發生雷擊跳閘后,調度運行值班人員只需提供跳閘精確時間,線路責任區人員根據定位系統，查找該時刻最有可能發生雷擊的桿塔位置,快速排查故障點,大大減輕了巡線維護工作人員的工作強度。

雷電定位系統在電力輸電線路防雷中起著很重要的作用：

1)當線路雷擊跳閘時，雷電動態圖能提供較精確的雷擊故障點，避免全線巡視，縮短搶修時間，減小了損失；

2)積累某一地區雷電數據，這有助于準確掌握海南各地雷電密度分布，為線路設計施工提供參考；

3)從顯示屏上實時地掌握雷暴情況及其移動軌跡，有利于調度員采取必要的預防措施。

現有技術的雷電定位系統如圖1所示，在輸電線路覆蓋區域沿途部署雷電定位監測裝置，雷電定位監測裝置通過無線通信協作，將信息傳輸給區域內的雷電定位LLS信息接收站，由LLS信息接收站通過GPRS網絡將數據發給雷電定位系統傳的后臺數據中心。在此過程中，雷電定位監測裝置主要記錄傳輸數據有：落雷坐標、落雷時間、雷電流強度、雷電流極性等，其中，落雷時間為GPS記錄時間。

當雷電災害在區域X發生時，處在該區域位置的雷電定位裝置LL2和LL3將采集到的落雷信息無線傳輸給LLS信息接收站，通過LLS信息接收站將區域X內的落雷信息上傳到雷電定位系統的后臺數據中心。

對于反應于短路電流幅值增大而瞬時動作的電流保護，稱為電流速斷保護。為了保證保護的選擇性，電流速斷保護措施一般只能保護線路的一部分。設于該區域X內的且連接輸電線路A段和輸電線路B段的繼電保護裝置PR2在線路輸電過程中，因嚴重雷電災害發生時，出現的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、溫度升高等現象，超過了繼電保護裝置的整定值(給定值)或超限值后，迅速有選擇性發出跳閘命令將故障切除或發出報警，斷開輸電線路A段和輸電線路B段的連接，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統穩定運行。跳閘記錄時間為繼電保護記錄時間。因此，在時間同步方面存在繼電保護裝置PR2的跳閘時間和LLS信息接收站落雷時間的不統一問題。

然而，統一時間是雷電定位系統精確定位的前提,實際生產中，部分線路跳閘時間按照繼電保護記錄的時間(PRT),而雷電定位系統記錄的是GPS時間,兩者之間存在數分鐘的差異。時間不統一就會給故障點的查找帶來困難,不能精確定位出某個時間段發生雷擊的范圍,降低故障排查的效率。

發明內容

本發明的目的提供一種雷電精確定位系統和方法，通過在雷電定位信息接收站和每一所述繼電保護裝置之間設定自動時間同步檢測機制，從而提高雷電定位與線路故障點之間的時間精準性，提高巡線運維人員線路故障排查效率。

為實現上述目的，本發明提供了一種雷電精確定位系統，

包括設于輸電線路覆蓋的任意區域內的至少一個雷電定位監測站和一雷電定位信息接收站、設于所述區域內的連接輸電線的至少一個繼電保護裝置以及遠離所述區域的后臺數據中心，每一所述雷電定位監測站將采集到的數據通過無線通信方式發送給所述雷電定位信息接收站，所述雷電定位信息接收站將接收到的所述數據通過GPRS方式與所述后臺數據中心，每一所述繼電保護裝置分別通過GPRS方式與所述后臺數據中心以發送跳閘記錄信息，所述數據包括落雷記錄時間，所述跳閘記錄信息包括跳閘記錄時間；所述雷電定位信息接收站設有第一PTP時間同步模塊，每一所述繼電保護裝置分別設有第二PTP時間同步模塊，每一所述繼電保護裝置通過所述第二PTP時間同步模塊與所述第一PTP時間同步模塊的PTP單向通信，以自動實現其發送的跳閘記錄時間與所述雷電定位信息接收站發送的落雷記錄時間的時間同步。

作為上述技術方案的改進，每一所述雷電定位監測站設有無線發射模塊，所述雷電定位信息接收站對應設有與所述無線發射模塊實現無線通信的無線接收模塊。