專利名稱：電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種電力系統(tǒng)測(cè)距裝置，尤其涉及到一種電力系統(tǒng)電壓 行波測(cè)距裝置。
背景技術(shù)：
超高壓輸電線路的運(yùn)行可靠性影響整個(gè)電力系統(tǒng)的供電可靠性。在線路發(fā) 生故障后快速切除故障線路、迅速準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)，不僅對(duì)及時(shí)修復(fù)線路和 快速恢復(fù)供電，而且對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)效益都有十分重要的作 用。目前相關(guān)技術(shù)有電流行波測(cè)距裝置，電流行波受出線路數(shù)限制，并需同時(shí) 接入電壓和電流信號(hào)，可檢測(cè)多回出線，理論上也可以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)綜合故障定位， 但無(wú)疑會(huì)增加數(shù)據(jù)分析的難度和計(jì)算量，并且其采樣率低，定位誤差大。研究
表明，CVT雖不能真實(shí)傳變一次側(cè)的電壓行波信號(hào)，但當(dāng)故障行波波頭到達(dá)時(shí)， 在CVT二次側(cè)會(huì)引起明顯的頻率突變和高頻振蕩，據(jù)此，可進(jìn)行行波波頭的準(zhǔn) 確檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的精確定位。
基于普通電流行波測(cè)距裝置的不足之處，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了 "電力系統(tǒng)電壓 行波測(cè)距裝置"。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利 用電壓互感器二次行波信號(hào)進(jìn)行故障定位的電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
一種電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置，包括一開關(guān)量采集板，開關(guān)量板將開關(guān) 量信號(hào)隔離處理，能抗電磁兼容IV級(jí)，如果開關(guān)發(fā)生變位，則通過(guò)硬件信號(hào)通 知高速數(shù)據(jù)采集板啟動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，所述的開關(guān)量采集板連接用于接受開關(guān)量啟 動(dòng)信號(hào)的高速數(shù)據(jù)采集板，該高速數(shù)據(jù)采集板還連接用于完成電壓模擬量數(shù)據(jù) 傳送及轉(zhuǎn)換的CVT電壓互感器轉(zhuǎn)換板，高速數(shù)據(jù)采集板還連接用于完成數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)及傳送數(shù)據(jù)到調(diào)度端或錄波器等后臺(tái)機(jī)的管理計(jì)算機(jī)。管理計(jì)算機(jī)采用工業(yè) 主板，完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳送數(shù)據(jù)到調(diào)度端或錄波器等后臺(tái)機(jī)。嵌入式工控板采
用WINDOWS操作系統(tǒng)。高速數(shù)據(jù)采集板主要完成電壓行波信號(hào)的高速數(shù)據(jù)采集 和緩存，接受GPS對(duì)時(shí)信號(hào)進(jìn)行同步采樣調(diào)整，接受開關(guān)量或模擬量啟動(dòng)信號(hào)，
進(jìn)行行波數(shù)據(jù)記錄。接受管理計(jì)算機(jī)命令完成相關(guān)操作，如手動(dòng)啟動(dòng)錄波、
上傳錄波數(shù)據(jù)、定值整定，信號(hào)輸出等。
所述的高速數(shù)據(jù)采集板還連接用于故障告警的告警輸出板。告警輸出板，
完成信號(hào)輸出故障告警；運(yùn)行指示燈；錄波啟動(dòng)；GPS信號(hào)等。其中自帶GPS 裝置將裝在該板上。
所述的高速數(shù)據(jù)采集板與管理計(jì)算機(jī)用PCI總線連接。
本實(shí)用新型的工作原理是-
高速數(shù)據(jù)采集板主要完成電壓行波信號(hào)的高速數(shù)據(jù)采集和緩存，正常運(yùn)行 情況下，以5MHZ (與GPS秒脈沖同步)的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行A/D采樣，并在FPGA 的控制下寫入SDRAM, SDRAM被分為以400毫秒為單位的數(shù)據(jù)若干塊存儲(chǔ)區(qū)域， 以塊為控制單元，數(shù)據(jù)在寫入時(shí)被打上時(shí)標(biāo)(由GPS提供時(shí)間信號(hào)誤差為1 X10—8)，數(shù)據(jù)塊沒(méi)被讀完時(shí)不允許刷新，但可外部控制刷新信號(hào)。采樣數(shù)據(jù)采用循環(huán)存儲(chǔ)方式存放于一塊數(shù)據(jù)區(qū)中，當(dāng)收到外部錄波啟動(dòng)信 號(hào)后，該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)停止刷新，啟動(dòng)后的采樣數(shù)據(jù)存入另一塊數(shù)據(jù)區(qū)。錄波數(shù)
據(jù)記錄緩沖區(qū)的長(zhǎng)度為400mS。為保證電網(wǎng)發(fā)生連續(xù)性故障時(shí)不丟失故障數(shù)據(jù)， 在高速數(shù)據(jù)采集板上共開辟了多塊的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。當(dāng)前次錄波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存過(guò)程中 發(fā)生故障時(shí)，仍可繼續(xù)記錄當(dāng)前的故障數(shù)據(jù)。當(dāng)某塊錄波數(shù)據(jù)傳給管理計(jì)算機(jī) 后，由管理計(jì)算機(jī)給出刷新信號(hào)以及對(duì)應(yīng)的錄波數(shù)據(jù)塊序號(hào)，高速數(shù)據(jù)采集板 接到刷新信號(hào)后，可對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行刷新操作。
高速數(shù)據(jù)采集板帶有線路故障的檢測(cè)判斷功能， 一旦滿足檢測(cè)判據(jù)，將及 時(shí)啟動(dòng)錄波。故障檢測(cè)采用傳統(tǒng)的突變量檢測(cè)方式，包括相電壓差突變量啟動(dòng)、 零序電壓突變量啟動(dòng)、負(fù)序電壓突變量啟動(dòng)以及零序電壓穩(wěn)態(tài)量啟動(dòng)等四種基 本形式，采用浮動(dòng)門檻啟動(dòng)方式，以提高故障檢測(cè)判斷的靈敏性和可靠性。高 速數(shù)據(jù)采集板接到啟動(dòng)信號(hào)的同時(shí)將數(shù)據(jù)保存，再分析計(jì)算是否是故障，保留 特征數(shù)據(jù)。
高速數(shù)據(jù)采集板同時(shí)讀取開關(guān)量板的開關(guān)變位信息，接受外部開關(guān)量啟動(dòng) 信號(hào),來(lái)自線路保護(hù)裝置的動(dòng)作信號(hào)，作為附加判量使用。同時(shí)，外部開關(guān)量信 號(hào)也作為故障線路的選線信號(hào)，以提高選線結(jié)果的準(zhǔn)確性。
錄波數(shù)據(jù)記錄完成后，管理計(jì)算機(jī)將通過(guò)PCI總線方式從高速數(shù)據(jù)采集板 讀取錄波數(shù)據(jù)，備份保存于自帶的硬盤中，并對(duì)行波波頭到達(dá)時(shí)間進(jìn)行分析判 斷。對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行測(cè)距定位計(jì)算。
本實(shí)用新型電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置的有益效果是
電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置直接利用電壓互感器二次行波信號(hào)進(jìn)行故障定 位，無(wú)需加裝專用傳感器，基于整個(gè)輸電網(wǎng)的故障行波定位系統(tǒng)具有容錯(cuò)能力，
可以采用包含故障線路的任意兩個(gè)變電站進(jìn)行故障定位，增強(qiáng)了定位可靠性和 適應(yīng)能力。電壓行波定位系統(tǒng)不受出線數(shù)量限制，便可以形成故障行波記錄網(wǎng) 絡(luò)。且采樣率高，定位精度高。 一個(gè)變電站的一個(gè)電壓等級(jí)只需要裝設(shè)一套電 壓行波定位系統(tǒng)，便可以實(shí)現(xiàn)該電壓等級(jí)下所有出線的行波測(cè)距，多個(gè)變電站
安裝ST-801裝置便形成故障行波記錄網(wǎng)絡(luò)。而ST-801只需測(cè)量變電站母線電 壓，較目前采用的基于電流行波信號(hào)的定位方法相比，具有測(cè)量信號(hào)少，適應(yīng) 性強(qiáng)，易于工程應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)可作為獨(dú)立系統(tǒng)使用，也可與錄波器結(jié)合 使用。應(yīng)用于電力系統(tǒng)110 500kV以上高壓輸電線路的故障精確定位。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的基本硬件結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本實(shí)用新型使用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1至圖2，本實(shí)用新型是這樣實(shí)施的
系統(tǒng)的基本硬件結(jié)構(gòu)如圖l所示高速數(shù)據(jù)采集單元使用母線電壓作為模擬 量輸入信號(hào)。主要完成電壓行波信號(hào)的高速數(shù)據(jù)采集和緩存，嵌入式管理計(jì)算 機(jī)完成行波故障數(shù)據(jù)的處理，存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通訊功能。開關(guān)量板將開關(guān)量信號(hào)隔 離處理，能抗電磁兼容IV級(jí)。如果開關(guān)發(fā)生變位，則通過(guò)硬件信號(hào)通知高速數(shù) 據(jù)采集板啟動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。
在圖2中，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)錄波和行波測(cè)距功能的結(jié)合，本實(shí)用新
型的連接形式 一面屏體，包含完整的錄波器功能，同時(shí)具有行波測(cè)距功 能。在故障發(fā)生時(shí)，裝置完整記錄故障時(shí)刻的電壓和電流變化情況以及各 種裝置的動(dòng)作時(shí)序并提供分析簡(jiǎn)報(bào)，為分析故障的性質(zhì)提供重要的依據(jù)， 原錄波器的測(cè)距功能依舊保持。本裝置同時(shí)可以捕捉該故障的電壓行波波 頭，由于故障在CVT二次側(cè)會(huì)引起明顯的頻率突變和高頻振蕩，據(jù)此，可
進(jìn)行行波波頭的準(zhǔn)確檢測(cè)，經(jīng)過(guò)本裝置中數(shù)據(jù)處理軟件與核心算法軟件的 處理，實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的精確定位。
以上所述，僅是本實(shí)用新型一種電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置的較佳實(shí)施例 而已，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)范圍作任何限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù) 實(shí)質(zhì)對(duì)以上的實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用 新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置，包括一開關(guān)量采集板，本實(shí)用新型的特征在于所述的高速數(shù)據(jù)采集板用于接受開關(guān)量啟動(dòng)信號(hào)，該高速數(shù)據(jù)采集板還連接用于完成電壓模擬量數(shù)據(jù)傳送及轉(zhuǎn)換的CVT電壓互感器轉(zhuǎn)換板，高速數(shù)據(jù)采集板還連接用于完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳送數(shù)據(jù)到調(diào)度端或錄波器等后臺(tái)機(jī)的管理計(jì)算機(jī)，高速采集板還設(shè)有用于接收GPS時(shí)鐘信號(hào)的接口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置，其特征在于所述的 高速數(shù)據(jù)采集板采樣頻率為5MHz以上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置，其特征在于所述的 高速數(shù)據(jù)采集板與管理計(jì)算機(jī)用PCI總線連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電力系統(tǒng)行波測(cè)距裝置，其特征在于所 述的高速數(shù)據(jù)采集板還連接用于故障告警的告警輸出板。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到一種電力系統(tǒng)測(cè)距裝置，尤其涉及到一種電力系統(tǒng)電壓行波測(cè)距裝置。其包括一開關(guān)量采集板，所述的開關(guān)量采集板連接用于接受開關(guān)量啟動(dòng)信號(hào)的高速數(shù)據(jù)采集板，該高速數(shù)據(jù)采集板還連接用于完成電壓模擬量數(shù)據(jù)傳送及轉(zhuǎn)換的CVT電壓互感器轉(zhuǎn)換板，高速數(shù)據(jù)采集板還連接用于完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳送數(shù)據(jù)到調(diào)度端或錄波器等后臺(tái)機(jī)的管理計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型的有益效果是直接利用電壓互感器二次行波信號(hào)進(jìn)行故障定位，無(wú)需加裝專用傳感器?？蓪?shí)現(xiàn)包含故障線路的任意兩個(gè)變電站進(jìn)行故障定位，增強(qiáng)了定位可靠性和適應(yīng)能力，本實(shí)用新型不受出線數(shù)量限制，便可以形成故障行波記錄網(wǎng)絡(luò)。且采樣率高，定位精度高。
文檔編號(hào)G01R31/08GK201203660SQ200820093779
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月4日
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