[發(fā)明專利]行波測距和故障錄波一體化裝置以及實現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811328309.8
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109342884A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿奎;趙志中;薛云;陳釗
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大賀電力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 蘇州周智專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32312
• 代理人: 周雅卿

本申請公開了一種行波測距和故障錄波一體化裝置以及實現(xiàn)方法。該裝置包括故障錄波單元，用于采集電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時電氣量、非電氣量及開關(guān)量并進(jìn)行錄波；行波信號處理單元，用于對行波信號分析判斷故障類型，通過信號到達(dá)兩端裝置的時間差計算出到故障點的距離；嵌入式系統(tǒng)與所述行波信號處理單元連接，用于計算故障點位置；嵌入式系統(tǒng)與所述故障錄波單元連接，用于故障時波形數(shù)據(jù)存儲；嵌入式系統(tǒng)還包括：預(yù)設(shè)功能接口，用于提供數(shù)據(jù)輸入或輸出。本申請解決了測量精度和采樣頻率較低的問題，不僅能得出精確故障點位置，還能記錄高頻暫態(tài)波形。本申請?zhí)峁┑男胁y距和故障錄波一體化裝置具有精度高、可靠性高等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電力領(lǐng)域，具體而言，涉及一種行波測距和故障錄波一體化裝置以及實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大,以及輸電電壓等級的提髙和輸電距離的增加,電網(wǎng)架構(gòu)日益復(fù)雜化，發(fā)生故障的可能性也不可避免的增加。近年來廣泛投運(yùn)的故障錄波裝置對輸電線路故障后快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行全面分析，判斷出故障類型，定位及排除故障點起到了積極的作用,減少了因停電造成的損失，提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。同時，常規(guī)的故障錄波裝置也暴露出了一些功能缺陷。

比如，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)故障錄波裝置的采樣頻率偏低。在電力系統(tǒng)故障、操作、雷電等擾動過程中，電壓電流包含豐富的高頻分量，蘊(yùn)含大量的系統(tǒng)信息，信號頻率高達(dá)500KHz到5MHz。對這些高頻信息進(jìn)行提取、分析，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)的快速辨識，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的高速暫態(tài)分析及控制。故障錄波器采樣速率一般為1至10KHz，其主要是用來記錄系統(tǒng)大擾動引起的系統(tǒng)工頻電流、電壓及其導(dǎo)出量的變化，無法記錄高頻分量豐富的電力系統(tǒng)暫態(tài)信號。

又比如，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)故障錄波裝置的測距精度不足。故障錄波裝置通常采用阻抗測距算法，在實際運(yùn)行中測距誤差較大。

此外，為提高行波捕獲的準(zhǔn)確性，現(xiàn)有的行波測距系統(tǒng)通常采用雙端測距方法，需要雙端數(shù)據(jù)通訊和同步對時設(shè)備，同時須在線路兩側(cè)各安裝一套行波測距裝置。這也限制了設(shè)備的推廣和普及，以至在很多110KV及以下變電站沒有安裝行波測距裝置。

針對相關(guān)技術(shù)中測量精度和采樣頻率較低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的主要目的在于提供一種行波測距和故障錄波一體化裝置以及實現(xiàn)方法，以解決測量精度和采樣頻率較低的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種行波測距和故障錄波一體化裝置。

根據(jù)本申請的行波測距和故障錄波一體化裝置包括：

故障錄波單元，用于采集電力系統(tǒng)中發(fā)生電路故障時電氣量、非電氣量以及開關(guān)量并進(jìn)行錄波，

行波信號處理單元，用于通過對行波信號進(jìn)行分析判斷出故障類型，在通過行波信號到達(dá)兩端裝置的時間差計算出到故障點的距離；

嵌入式系統(tǒng)與所述行波信號處理單元連接，用于計算輸電線路故障發(fā)生電路故障時的故障點位置；

嵌入式系統(tǒng)與所述故障錄波單元連接，用于對故障時錄下的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；

嵌入式系統(tǒng)還包括：預(yù)設(shè)功能接口，用于提供數(shù)據(jù)輸入或數(shù)據(jù)輸出。其中，通過嵌入式系統(tǒng)可以對故障錄波單元和行波信號處理單元內(nèi)的數(shù)據(jù)或信號進(jìn)行整合、存儲和顯示，提供人機(jī)交互接口，方便用戶進(jìn)行查看和操作。

進(jìn)一步地，所述行波信號處理單元包括：超高速電量隔離變送器和行波整形分析電路，行波信號通過所述超高速電量隔離變送器轉(zhuǎn)換成互相電隔離的電壓、電流信號或數(shù)字編碼信號；并經(jīng)過所述行波整形分析電路后輸入到所述嵌入式系統(tǒng)。