一種輸電線路自動(dòng)故障診斷和故障定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種輸電線路自動(dòng)故障診斷和故障定位方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 多年以來(lái)，輸電線路故障診斷和定位一直是電力系統(tǒng)研究者和電力設(shè)備制造商所 關(guān)注的問(wèn)題。實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的故障定位對(duì)迅速發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)、修復(fù)受損線路、以及提高系統(tǒng)的可 靠性起到重要的作用。但由于其環(huán)境因素及電力系統(tǒng)本身的影響，輸電線路的故障診斷和 故障定位仍有大量的工作需要進(jìn)一步完善。
[0003] 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，大量的電網(wǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)得以實(shí) 時(shí)地采集并發(fā)至控制中心。這為基于多個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的研究打下了牢固的基礎(chǔ)。 目前針對(duì)輸電線路自動(dòng)故障診斷和定位中運(yùn)用的主要診斷和定位方法有：
[0004] (1)行波定位方法
[0005] (2)基于錄波器或保護(hù)的定位方法
[0006] 以上方法在目前電網(wǎng)故障自動(dòng)診斷和故障定位中存在的主要問(wèn)題：
[0007] 1.行波定位方法比較準(zhǔn)確，但因電流互感器時(shí)間延遲、行波速度等因素影響，故障 定位存在死區(qū)。依靠高頻的突波信號(hào)，所以通常對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有特殊的要求。不能完全 依靠故障生成的信號(hào)，還需要額外的設(shè)備生成沖擊信號(hào)并把信號(hào)注入到電力系統(tǒng)中。
[0008] 2.基于錄波或保護(hù)的定位算法準(zhǔn)確度較低，針對(duì)單一變電站和保護(hù)，對(duì)多端和多 變站之間的測(cè)距存在一定的難度。
[0009] 3.目前的故障信息管理系統(tǒng)的功能主要是集中在故障信息的錄制、通訊、采集和 管理上面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種輸電線路自動(dòng)故障診斷和故障定 位方法及系統(tǒng)，本發(fā)明采用集中式相量錄波定位可以有效的克服行波定位以及基于錄波或 保護(hù)定位方法存在的問(wèn)題，大大地提高了定位的準(zhǔn)確性。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下：
[0012] -種輸電線路自動(dòng)故障診斷和故障定位方法，包括以下步驟：
[0013] 建立系統(tǒng)線路模型：根據(jù)實(shí)際中線路的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括線路類(lèi)型和線路 長(zhǎng)度；
[0014] EMS線路跳閘信號(hào)發(fā)出時(shí)，分析EMS數(shù)據(jù)并將分析結(jié)果存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)中，EMS線路 跳閘信號(hào)發(fā)出的同時(shí)，錄波器生成故障錄波文件，觸發(fā)文件管理進(jìn)行故障診斷及故障定位 并將結(jié)果存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0015] 在故障診斷時(shí)，根據(jù)故障錄波文件自動(dòng)選取適當(dāng)?shù)木€路模型診斷出相應(yīng)的故障類(lèi) 型，在故障定位時(shí)，根據(jù)選擇的線路模型進(jìn)行計(jì)算，包括故障位置計(jì)算、桿塔距離計(jì)算及重 合閘信息。
[0016] 客戶(hù)端通過(guò)瀏覽器界面結(jié)合衛(wèi)星地圖展示故障診斷及故障定位結(jié)果，并按照相應(yīng) 的短息通報(bào)格式將故障診斷及故障定位結(jié)果進(jìn)行發(fā)送。
[0017] 其中，故障類(lèi)型診斷的具體步驟為：引入一個(gè)閥值Ith。這個(gè)閥值是通過(guò)故障電流 的總和和一個(gè)預(yù)先確定的常數(shù)C來(lái)定義的：
[0018]
[0019] 其中Ifa，Ifb，If。為故障點(diǎn)處A相、B相、C相的電流值，I f。為故障點(diǎn)出零序電流值。 經(jīng)過(guò)測(cè)試，選取15作為常數(shù)C的一個(gè)值。意味著只要當(dāng)前的故障電流與正常階段的電流不 匹配度小于6. 6%，那么故障類(lèi)型就可以被正確地確定。故障類(lèi)型識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)：如果當(dāng)前的大 小相或地面大于閾值Ith，那么一個(gè)特定的階段或地面被認(rèn)為是參與一個(gè)故障值；否則，故 障類(lèi)型被定義為不確定。也就是：
[0020] a)如果I Ifa I > I Ith I，定義為A類(lèi)故障；
[0021] b)如果I IfbI > I IthI，定義為B類(lèi)故障；
[0022] c)如果I Ifc I > I Ith I，定義為C類(lèi)故障；
[0023] d)如果 I If。I > I Ith I，定義為 Ground 類(lèi)故障；
[0024] e)如果以上均不正確，則故障類(lèi)型無(wú)法判斷，記為not clear。
[0025] 即當(dāng)AB兩相短路的判別依據(jù)為同時(shí)滿(mǎn)足條件a)和條件b);同理其他故障類(lèi)型 AG (A相接地故障）、BG (B相接地故障）、CG (C相接地故障）、ABG (AB兩相接地故障）、CAG (CA 兩相接地故障）、BCG (BC兩相接地故障）、ABC (ABC三相短路故障）、CA (CA兩相短路故障）、 BC(BC兩相短路故障）的判斷依據(jù)以上五個(gè)條件進(jìn)行判斷。
[0026] 進(jìn)一步的，線路類(lèi)型具體包括：?jiǎn)味司€路、單端非均勻線路、兩端換位線路、兩端非 均勻線路、三段線路、長(zhǎng)線、互感線路、兩端T接線路、串聯(lián)補(bǔ)償線路，線路的參數(shù)為每段線 路的長(zhǎng)度、零序阻抗、正序阻抗及負(fù)序阻抗。
[0027] 進(jìn)一步的，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)EMS中采集的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息、保護(hù)動(dòng)作信息狀態(tài)、重合閘信 息，作為啟動(dòng)量。
[0028] 進(jìn)一步的，故障位置計(jì)算時(shí)，不同的線路故障位置的計(jì)算方法同，雙端數(shù)據(jù)自動(dòng)匹 配計(jì)算，匹配條件為雙端數(shù)據(jù)時(shí)間與故障錄波文件時(shí)間差不超過(guò)設(shè)定時(shí)間（例如為2ms)， 不能匹配時(shí)以單端數(shù)據(jù)計(jì)算。
[0029] 進(jìn)一步的，單端線路故障距離計(jì)算方法如下：
[0030] IfJP I 別為故障近端電流、遠(yuǎn)端電流；V JP V A故障近端電壓、遠(yuǎn)端電壓；U 和別為近端電流、遠(yuǎn)端電流；d代表故障距離；Rf代表故障電阻，X為線路正序阻抗，得 到公式：
[0031 ] Vl= I LdX+(IfL+IfR) Rf
[0032] 假定近端測(cè)的電流込與故障總電流U+IfR同相，故障距離，
ImO為 取復(fù)數(shù)的虛數(shù)部分；
[0033] 假定近端故障電流Ia與故障總電流I a+IfR同相，故障距離
*為 對(duì)復(fù)數(shù)求共輒；
[0034] 假定近端負(fù)序電流I2與故障總電流I fJIfR同相，故障距離 *為對(duì)復(fù) 數(shù)求共輒。
[0035] 進(jìn)一步的，雙端線路故障距離計(jì)算方法如下：根據(jù)線路兩側(cè)的電流、電壓實(shí)測(cè)值分 別推算故障點(diǎn)的電壓，故障定位所依據(jù)的原理是在故障點(diǎn)處，從線路兩側(cè)推算出的所有三 相電壓各對(duì)應(yīng)相必須相等。
[0036] 進(jìn)一步的，桿塔位置的計(jì)算具體步驟為：導(dǎo)入線路桿塔信息，主要為桿塔號(hào)、坐標(biāo) 信息，根據(jù)計(jì)算出來(lái)的故障距離與桿塔坐標(biāo)相匹配，查詢(xún)出最近桿塔信息，計(jì)算出來(lái)的故障 位置位于100%主線長(zhǎng)度至110%主線長(zhǎng)度之間，則通報(bào)為最后一個(gè)桿塔；故障距離位于主 線長(zhǎng)度起始端至-10%主線長(zhǎng)度之間時(shí)，通報(bào)為第一個(gè)桿塔。
[0037] 進(jìn)一步的，重合閘的信息主要為重合成功和重合不成功，開(kāi)關(guān)由開(kāi)至關(guān)的狀態(tài)為 重合成功，開(kāi)關(guān)開(kāi)的狀態(tài)為重合不成功。
[0038] 進(jìn)一步的，展示故障診斷及故障定位結(jié)果時(shí)，通過(guò)調(diào)用地圖服務(wù)將離線地圖切片 存儲(chǔ)于服務(wù)器，通過(guò)地圖服務(wù)API進(jìn)行調(diào)用加載到Fault Vista模塊，F(xiàn)ault Vista模塊為 可視化功能模塊，采用Browser和Web Services實(shí)時(shí)發(fā)布技術(shù)，結(jié)合了 Web和地理信息系 統(tǒng)（GIS)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)地將故障時(shí)間、