一种基于电流波形的输电线路重合闸情况判定系统及方法与流程

本发明涉及输电线路检测，尤其涉及一种基于电流波形的输电线路重合闸情况判定系统及方法。

背景技术：

1、高压送电线路长期暴露在野外，受大气环境、气候变化、人为破坏等因素的影响，在电力生产中是故障多发设备。如何有针对性的预防和减少故障，在线路发生故障后如何快速、准确地找到故障点并消除故障，是输电线路运维工作者的重点研究方向。电力系统运行经验表明，架空线路绝大多数的故障都是瞬时性的，永久性故障一般不到10％。因此，在由继电保护动作切除短路故障之后，电弧将自动熄灭，绝大多数情况下短路处的绝缘可以自动恢复。输电线路重合闸成功与否关系到能否及时恢复供电和巡检计划的制订，因此线路运维人员往往也非常关心输电线路重合闸情况。如何根据采集终端记录到的电流波形，自动判断此次重合闸是否成功，便是亟待解决的关键问题。

2、已有的故障录波装置能够采集故障时刻前后的工频电流波形，但是并不具备重合闸情况自动判断能力，而依据保护出口的动作信号来判定线路重合闸情况也存在可靠性较低的不足。输电线路上安装的故障电流采集终端仅具备故障定位功能，无法很好地判断线路的重合闸情况。为了解决上述问题，需要一种基于电流波形的输电线路重合闸情况判定方法，能够依据采集得到的电流波形自动判断线路的重合闸情况。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于电流波形的输电线路重合闸情况判定系统，包括：

2、故障采集终端，安装在输电线路中，用于采集所述输电线路故障时刻前后的工频电流波形，并根据所述故障时刻将所述工频电流波形分为多段波形；

3、波形判断模块，连接所述故障采集终端，用于分别对各段所述波形进行傅里叶变换，随后分别计算各段所述波形在预设的频段内对应的波形能量以及占比值，根据所述波形能量、所述占比值在判断符合第一预设条件时输出波形错误提示，以及在判断符合第二预设条件时输出重合闸判断信号；

4、重合闸判断模块，连接所述波形判断模块，用于在接收到所述重合闸判断信号后，根据各所述波形能量处理得到故障发生后和发生时之间的第一段波形能量变化值，以及处理得到故障发生后和故障发生前之间的第二段波形能量变化值，在判断所述第一段波形能量变化值小于第一重合闸阈值时提示重合闸成功，以及在所述第一段波形能量变化值不小于所述第一重合闸阈值且在判断所述第二段波形能量变化值小于第二重合闸阈值时提示重合闸失败。

5、优选的，所述波形包括第一段波形、第二段波形和第三段波形，则所述故障采集终端包括：

6、电流波形采集模块，用于采集所述输电线路故障时刻前后的所述工频电流波形；

7、第一分段模块，连接所述电流波形采集模块，用于截取所述故障时刻之前的第一波长长度的所述工频电流波形作为所述第一段波形；

8、第二分段模块，连接所述电流波形采集模块，用于以所述故障时刻为起点，截取所述故障时刻之后的第二波长长度的所述工频电流波形作为所述第二段波形；

9、第三分段模块，连接所述电流波形采集模块，用于截取所述第二段波形的结束点之后的第三波长长度的所述工频电流波形作为所述第三段波形。

10、优选的，所述波形判断模块包括：

11、计算单元，用于分别对所述第一段波形、所述第二段波形和所述第三段波形进行傅里叶变换，随后计算所述第一段波形在所述频段内的第一段波形能量，所述第二段波形在所述频段内的第二段波形能量和占比值，以及所述第三段波形在所述频段内的第三段波形能量；

12、判断单元，连接所述计算单元，用于在判断所述占比值不大于预设的第一判断阈值，或所述第二段波形能量不大于根据所述第一段波形能量计算得到的第二判断阈值时表示符合所述第一预设条件，输出波形错误提示；

13、则所述重合闸判断模块包括：

14、波形能量变化值计算单元，用于根据所述第二段波形能量和所述第三段波形能量计算得到所述第一段波形能量变化值，以及根据所述第一段波形能量和所述第三段波形能量计算得到所述第二段波形能量变化值；

15、重合闸判断判断单元，连接所述波形能量变化值计算单元，用于判断所述第一段波形能量变化值小于所述第一重合闸阈值时提示重合闸成功，以及在所述第一段波形能量变化值不小于所述第一重合闸阈值且在判断所述第二段波形能量变化值小于第二重合闸阈值时提示重合闸失败，以及在所述第一段波形能量变化值不小于所述第一重合闸阈值且所述第二段波形能量变化值不小于第二重合闸阈值时，输出波形错误提示。

16、优选的，所述波形判断模块中对各段所述波形进行傅里叶变换时，满足以下傅里叶变换公式：

17、

18、式中，n表示第n段波形，f为频率，f(t)为所述工频电流波形，t为时间，f(f)表示不同频率下电流波形的能量值。

19、优选的，所述频段的范围为[45hz,55hz]。

20、优选的，所述计算单元中，所述第一段波形能量、第二段波形能量和第三段波形能量满足以下计算公式：

21、vn＝∑fn(45＜f＜55)

22、其中，n表示第n段波形，n＝1时对应的v1表示所述第一段波形能量，n＝2时对应v2的表示所述第二段波形能量，n＝3时对应v3的表示所述第三段波形能量，f(f)为不同频率下电流波形的能量值。

23、优选的，所述计算单元中，所述占比值满足以下计算公式：

24、

25、其中，p表示所述占比值，f为频率，f(f)为不同频率下电流波形的能量值。

26、优选的，所述计算单元中，所述第二判断阈值满足以下计算公式：

27、β2＝v1+max(k1*v1,th1)

28、式中，β2为所述第二判断阈值，v1为所述第一段波形能量，系数k1＝0.1，th1＝100。

29、本发明还提供一种基于电流波形的输电线路重合闸情况判定方法，应用于上述的输电线路重合闸情况判定系统，所述输电线路重合闸情况判定方法包括：

30、步骤s1，所述输电线路重合闸情况判定系统采集所述输电线路故障时刻前后的工频电流波形，并根据所述故障时刻将所述工频电流波形分为多段波形；

31、步骤s2，所述输电线路重合闸情况判定系统分别对各段所述波形进行傅里叶变换，随后分别计算各段所述波形在预设的频段内对应的波形能量以及占比值，根据所述波形能量、所述占比值判断是否符合第一预设条件：

32、若是，则输出波形错误提示，随后退出；

33、若否，则转向所述步骤s3；

34、步骤s3，所述输电线路重合闸情况判定系统根据所述波形能量、所述占比值判断是否符合第二预设条件：

35、若是，则根据各所述波形能量处理得到故障发生后和发生时之间的第一段波形能量变化值，以及故障发生后和故障发生前之间的第二段波形能量变化值，随后转向步骤s4；

36、若否，则输出波形错误提示，随后退出；

37、步骤s4，所述输电线路重合闸情况判定系统判断所述第一段波形能量变化值是否小于第一重合闸阈值：

38、若是，则提示重合闸成功；

39、若否，则转向步骤s5；

40、步骤s5，所述输电线路重合闸情况判定系统判断所述第二段波形能量变化值是否小于第二重合闸阈值：

41、若是，则提示重合闸失败；

42、若否，则输出波形错误提示。

43、优选的，所述波形包括第一段波形、第二段波形和第三段波形，则所述步骤s1中包括：

44、步骤s11，所述输电线路重合闸情况判定系统采集所述输电线路故障时刻前后的所述工频电流波形；

45、步骤s12，所述输电线路重合闸情况判定系统截取所述故障时刻之前的第一波长长度的所述工频电流波形作为所述第一段波形；

46、步骤s13，所述输电线路重合闸情况判定系统以所述故障时刻为起点，截取所述故障时刻之后的第二波长长度的所述工频电流波形作为所述第二段波形；

47、步骤s14，所述输电线路重合闸情况判定系统截取所述第二段波形的结束点之后的第三波长长度的所述工频电流波形作为所述第三段波形。

48、上述技术方案具有如下优点或有益效果：依据采集得到的电流波形自动判断线路的重合闸情况，具有输入量少、自动判断、省时省力的优势，减少人工成本，对于输电线路运维具有一定的工程实践意义。