一种具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置的制作方法

本申请涉及电力系统故障定位技术领域，特别涉及一种具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置；还涉及一种输电线路故障点定位方法。

背景技术：

为提高线路的故障定位精度，通常可采用行波测距的方式来定位故障点。目前，实现行波测距的途径包括利用独立的行波测距装置进行行波测距或者借助输电线路差动保护的站间通信由主站完成行波测距，而由传统的线路光纤差动保护装置在本地进行阻抗测距。前者由于需要安装额外的行波测距装置，所以导致故障定位成本较高。后者由于需要由主站完成行波测距，所以对行波测距的可实施性产生限制，通常在110kv以下等级的电站中，很多电站没有条件配备主站，对于此类没有主站的电站则无法进行行波测距。

因此，如何克服行波测距可实施性的限制，在本地实现行波测距已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置，能够克服行波测距可实施性的限制，在本地实现行波测距；本申请的另一目的是提供一种输电线路故障点定位方法，同样具有上述技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置，包括：

开入插件，开出插件；

行波采集插件，用于采集本侧的行波信号；

第一数据处理组件，用于通过光纤通道将所述本侧的行波信号发送至对侧以及接收对侧的行波信号并将所述本侧的行波信号与所述对侧的行波信号传输至第二数据处理组件；

所述第二数据处理组件，用于根据所述本侧的行波信号与所述对侧的行波信号计算得到故障点的位置。

可选的，所述行波采集插件包括：

行波传感器，用于采集行波信号；

第一处理器，用于对所述行波信号进行处理得到带时标的行波信号；

第二处理器，用于将所述带时标的行波信号转换为所述线路光纤差动保护装置内部标准的传递信号帧。

可选的，所述第一数据处理组件还用于通过阻抗测距的方式得到所述故障点的位置信息并将所述位置信息传送至所述第二数据处理组件。

可选的，所述第一数据处理组件包括：

光纤收发接口，用于将所述本侧的行波信号发送至对侧以及接收对侧的行波信号；

微处理器，用于对所述对侧的行波信号进行解码并将解码后的所述对侧的行波信号与所述本侧的行波信号传输至所述第二数据处理组件。

可选的，所述微处理器具体为dsp处理器。

可选的，所述第一数据处理组件还用于进行阻抗测距并将阻抗测距结果传送至所述第二数据处理组件。

可选的，还包括：

显示器，用于接收并显示所述故障点的位置。

可选的，所述行波采集插件、所述开入插件以及所述开出插件均通过can总线连接所述第一数据处理组件。

可选的，所述第二数据处理组件还设置有以太网接口，以通过所述以太网接口将所述故障点的位置发送至监控后台。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种输电线路故障点定位方法，应用于如上所述的具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置，包括：

采集本侧的行波信号；

通过光纤通道将所述本侧的行波信号发送至对侧以及接收对侧的行波信号；

根据所述本侧的行波信号与所述对侧的行波信号计算得到故障点的位置。

可选的，还包括：

通过以太网将所述故障点的位置发送至监控后台。

本申请所提供的具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置，包括开入插件，开出插件；行波采集插件，用于采集本侧的行波信号；第一数据处理组件，用于通过光纤通道将所述本侧的行波信号发送至对侧以及接收对侧的行波信号并将所述本侧的行波信号与所述对侧的行波信号传输至第二数据处理组件；所述第二数据处理组件，用于根据所述本侧的行波信号与所述对侧的行波信号计算得到故障点的位置。

区别于独立的行波测距装置以及实现行波测距的主站，本申请所提供的线路光纤差动保护装置，在实现传统的差动保护功能的基础上，可利用其中的行波采集插件采集本侧的行波信号，即在安装线路光纤差动保护装置本地采集行波信号，并进一步借助光纤通道的基于采样时刻同步的通讯链路实现双端数据共享，将本侧的行波信号发送给对侧以及接收对侧的行波信号，进而根据本侧的行波信号与对侧的行波信号对故障点的位置进行定位，从而能够有效克服行波测距可实施性的限制，实现在本地进行行波测距的目的。

本申请所提供的输电线路故障点定位方法，同样具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置的示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种行波采集插件的示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种输电线路故障点定位方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置，能够克服行波测距可实施性的限制，在本地实现行波测距；本申请的另一核心是提供一种输电线路故障点定位方法，同样具有上述技术效果。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置的示意图；参考图1所示，该线路光纤差动保护装置包括：开入插件10，开出插件20；行波采集插件30，用于采集本侧的行波信号；第一数据处理组件40，用于通过光纤通道将本侧的行波信号发送至对侧以及接收对侧的行波信号并将本侧的行波信号与对侧的行波信号传输至第二数据处理组件50；第二数据处理组件50，用于根据本侧的行波信号与对侧的行波信号计算得到故障点的位置。

具体的，较之传统的线路光纤差动保护装置，本申请所提供的线路光纤差动保护装置增设有行波采集插件30，以在实现传统的差动保护功能的同时，实现在本地即线路光纤差动保护装置安装的地域进行行波采集、行波测距的目的，其主要包括开入插件10、开出插件20、行波采集插件30、第一数据处理组件40以及第二数据处理组件50。

具体而言，开入插件10用于采集开关量。开出插件20用于输出开关量，以控制相关设备的状态，例如，控制继电器导通或关断，等。对于开入插件10与开出插件20的具体结构，本申请在此不做赘述，参考现有技术的相关描述即可。另外，本申请所提供的线路光纤差动保护装置还可以采集工频模拟量，以实现传统差动保护功能。

行波采集插件30负责在本地采集行波信号即上述采集本侧的行波信号，并进一步将采集到的行波信号经由总线传输至第一数据处理组件40。

其中，参考图2所示，在一种具体的实施方式中，行波采集插件30包括行波传感器，用于采集行波信号；第一处理器，用于对行波信号进行处理得到带时标的行波信号；第二处理器，用于将带时标的行波信号转换为线路光纤差动保护装置内部标准的传递信号帧。

具体的，行波传感器负责当输电线路发生故障时，采集故障的行波信号。进一步，行波传感器采集的行波信号到达第一处理器，并由第一处理器对行波信号进行处理形成带时标的行波信号。最后第二处理器再对此带时标的行波信号进行转换处理，将其转换为线路光纤差动保护装置内部标准的传递信号帧从而完成行波信号的采集，后续便可通过总线进一步将行波信号传输至第一数据处理组件40。可以明白的是，实际应用时行波传感器安装于输电线路。

另外，在一种具体的实施方式中，行波采集插件30、开入插件10以及开出插件20均通过can总线连接第一数据处理组件40。从而，行波采集插件30采集得到的行波信号经由此can总线传输至第一数据处理组件40。开入插件10与开出插件20同样通过此can总线与第一数据处理组件40进行数据传输，将采集的工频模拟量与开关量传输给第一数据处理组件40以及接收第一数据处理组件40输出的开关量。

第一数据处理组件40接收到行波采集插件30采集到的本侧的行波信号后，一方面通过光纤通道将行波采集插件30采集到的本侧的行波信号发送至对侧(本侧与对侧相对而言)，另一方面将行波采集插件30采集到的本侧的行波信号与第一数据处理组件40通过光纤通道接收到的对侧的行波信号通过装置内部的高速总线传输至第二数据处理组件50，以使第二数据处理组件50进一步根据本侧的行波信号与对侧的行波信号计算得到故障点的位置。其中，对于基于两侧的行波信号定位故障点的位置，即计算得到故障点的距离的方式可以参考现有的相关行波测距算法，本申请在此不再赘述。

在一种具体的实施方式中，第一数据处理组件40包括光纤收发接口，用于接收对侧的行波信号以及将本侧的行波信号发送至对侧；微处理器，用于对对侧的行波信号进行解码并将解码后的对侧的行波信号与本侧的行波信号传输至第二数据处理组件50。

具体的，光纤收发单元用于借助光纤通道接收对侧的线路光纤差动采集装置在对侧所获取的对侧的行波信号，以及将本侧的线路光纤差动采集装置在本侧所获取的本侧的行波信号发送至对侧。微处理器则用于对接收到的对侧的行波信号进行解码并进一步将解码后的对侧的行波信号传输至第二数据处理组件50。

其中，作为一种具体的实施方式，上述微处理器具体可为dsp处理器。当然，除上述微处理的具体类型外，还可以选择其他类型的微处理器，如arm处理器等，对此，本申请不做唯一限定，可以根据实际需要进行差异性设置。

进一步，在一种具体的实施方式中，第一数据处理组件40还用于进行阻抗测距并将阻抗测距的结果传输至第二数据处理组件50。

具体的，在利用第二数据处理组件50基于本侧的行波信号与对侧的行波信号计算得到故障点的位置，实现行波测距的同时，本实施例进一步还利用第一数据处理组件40进行阻抗测距，并将阻抗测距结果，即通过阻抗测距的方式得到的故障点的位置传输至第二数据处理组件50，以使第二数据处理组件50对阻抗测距得到故障点的位置与行波测距得到的故障点的位置进行综合分析，进而更精确地对故障点进行定位，以避免单一的行波测距中行波信号丢失或阻抗测距不准对故障点定位结果的影响。

同样，对于阻抗测距的具体实现方式，可以参考现有的相关阻抗测距算法，本申请在此不做赘述。

进一步，为提高线路光纤差动保护装置结构的集成化，第一数据处理组件40与第二数据处理组件50还可集成为一体，即利用一个功能组件来完成第一数据处理组件40与第二数据处理组件50的二者的功能。

进一步，在一种具体的实施方式中，线路光纤差动保护装置还包括显示器，用于接收并显示故障点的位置。从而，第一数据处理组件40基于本侧的行波信号与对侧的行波信号计算得到故障点的位置后，便可将故障点的位置数据输出至显示器进行显示，以方便相关人员及时获取到故障点的位置信息。

进一步，在上述实施例的基础上，作为一种具体的实施方式，第二数据处理组件50还设置有以太网接口，以通过以太网接口将故障点的位置发送至监控后台，从而方便位于监控后台的相关人员理解故障点的位置情况。另外，监控后台还可以通过以太网向第二数据处理组件50发送控制指令等，以使线路光纤差动保护装置执行相应的操作，实现远程监控。

综上所述，本申请所提供的具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置，包括开入插件，开出插件；行波采集插件，用于采集本侧的行波信号；第一数据处理组件，用于通过光纤通道将本侧的行波信号发送至对侧以及接收对侧的行波信号并将本侧的行波信号与对侧的行波信号传输至第二数据处理组件；第二数据处理组件，用于根据本侧的行波信号与对侧的行波信号计算得到故障点的位置。该线路光纤差动保护装置，在实现传统的差动保护功能的基础上，可利用其中的行波采集插件采集本侧的行波信号，即在安装线路光纤差动保护装置本地采集行波信号，并进一步借助光纤通道的基于采样时刻同步的通讯链路实现双端数据共享，将本侧的行波信号发送给对侧以及接收对侧的行波信号，进而根据本侧的行波信号与对侧的行波信号对故障点的位置进行定位，从而能够有效克服行波测距可实施性的限制，实现在本地进行行波测距的目的。

本申请还提供了一种输电线路故障点定位方法，下文描述的该方法可以与上文描述的装置相互对应参照。请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种输电线路故障点定位方法的流程示意图；该输电线路故障点定位方法应用于上述所述的具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置，结合图3，该输电线路故障点定位方法包括：

s101：采集本侧的行波信号；

s102：通过光纤通道将本侧的行波信号发送至对侧以及接收对侧的行波信号；

s103：根据本侧的行波信号与对侧的行波信号计算得到故障点的位置。

具体而言，线路光纤差动保护装置中的行波采集插件采集本侧的行波信号，并将本侧的行波信号传输给第一数据处理组件。第一数据处理组件接收行波采集插件采集的本侧的行波信号并进一步将本侧的行波信号通过光纤通道传送至对侧以及将本侧的行波信号与通过光纤通道接收到的对侧的行波信号传输至第二数据处理组件，以使第二数据处理组件根据本侧的行波信号与对侧的行波信号计算得到故障点的位置。

在上述实施例的基础上，作为一种具体的实施方式，还可以包括：

通过以太网将故障点的位置发送至监控后台。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到，在本申请提供的实施例的基本原理下结合实际情况可以存在多个例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的具有行波测距功能的线路光纤差动保护装置以及输电线路故障点定位方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。