雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]引起輸電線路故障跳閘的主要原因包括氣候因素(例如雷害、污閃、大風(fēng)、洪水等)、非氣候因素(例如鳥害、外力、樹竹等)、設(shè)備因素、人為因素(例如設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等)以及其他一些不明因素。
[0003]—旦輸電線路發(fā)生雷擊和其他接地故障，產(chǎn)生沖擊電壓將會沿著輸電線路侵入到變電站，引起系統(tǒng)過電壓，進(jìn)而影響電網(wǎng)一、二次設(shè)備的性能。
[0004]針對雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的識別，國內(nèi)外均開展了研究，并取得了一些有益的成果。目前對于故障造成的雷擊侵入波與接地侵入波辨識方法概括起來存在兩類問題:I)辨識判據(jù)特征不能準(zhǔn)確提取，往往造成較大的辨識準(zhǔn)確率不高;2)辨識方法原理復(fù)雜，辨識效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對一般雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法存在辨識效率低且不準(zhǔn)確的問題，提供一種辨識效率高且準(zhǔn)確的雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法與系統(tǒng)。
[0006]—種雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法，包括步驟:
[0007]獲取變電站故障侵入波；
[0008]分析所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍；
[0009]獲取雷擊故障侵入波主波能量分布范圍以及接地故障侵入波主波能量分布范圍；
[0010]當(dāng)所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于所述雷擊故障侵入波主波能量分布范圍內(nèi)時(shí)，辨識所述變電站故障侵入波為雷擊故障侵入波，當(dāng)所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于所述接地故障侵入波主波能量分布范圍內(nèi)時(shí)，辨識所述變電站故障侵入波為接地故障侵入波。
[0011 ] 一種雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識系統(tǒng)，包括:
[0012]故障侵入波獲取模塊，用于獲取變電站故障侵入波；
[0013]第一能量分布模塊，用于分析所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍；
[0014]第二能量分布模塊，用于獲取雷擊故障侵入波主波能量分布范圍以及接地故障侵入波主波能量分布范圍；
[0015]辨別模塊，用于當(dāng)所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于所述雷擊故障侵入波主波能量分布范圍內(nèi)時(shí)，辨識所述變電站故障侵入波為雷擊故障侵入波，當(dāng)所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于所述接地故障侵入波主波能量分布范圍內(nèi)時(shí)，辨識所述變電站故障侵入波為接地故障侵入波。
[0016]本發(fā)明雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法與系統(tǒng)，獲取變電站故障侵入波，分析變電站故障侵入波主波能量分布范圍，獲取雷擊故障侵入波主波能量分布范圍以及接地故障侵入波主波能量分布范圍，根據(jù)變電站故障侵入波主波能量分布范圍、雷擊故障侵入波主波能量分布范圍以及接地故障侵入波主波能量分布范圍，辨別變電站故障侵入波為雷擊故障侵入波或?yàn)榻拥毓收锨秩氩?。整個(gè)過程中，利用雷擊故障侵入波主波和接地故障侵入波主波不同的能量分布范圍，高效且準(zhǔn)確辨別變電站故障侵入波為雷擊故障侵入波或?yàn)榻拥毓收锨秩氩ā?br>【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法第一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識系統(tǒng)第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為具體實(shí)施例一中變電站故障侵入波完整波形圖；
[0020]圖4為具體實(shí)施例一中變電站故障侵入波主波波形圖；
[0021 ]圖5為具體實(shí)施例一中變電站故障侵入波主波能量分布圖；
[0022]圖6為具體實(shí)施例二中變電站故障侵入波完整波形圖；
[0023]圖7為具體實(shí)施例二中變電站故障侵入波主波波形圖；
[0024]圖8為具體實(shí)施例二中變電站故障侵入波主波能量分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了詳細(xì)解釋本發(fā)明雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法與系統(tǒng)的技術(shù)方案以及其有益效果，下面將首先對其技術(shù)原理進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]輸電線路發(fā)生非雷擊故障時(shí)，暫態(tài)電流附加分量是由故障點(diǎn)的附加電壓源產(chǎn)生的。由于附加電壓源為工頻正弦波，其產(chǎn)生的暫態(tài)電流分量中高頻分量的含量遠(yuǎn)低于雷電流所包含的情況;而雷擊故障無論是繞擊還是反擊，其暫態(tài)附加分量不僅包含附加電壓源作用產(chǎn)生的暫態(tài)分量，同時(shí)包含雷電流直接注入形成的暫態(tài)分量。因?yàn)槔纂娏靼母哳l分量遠(yuǎn)高于故障點(diǎn)附加電壓源作用產(chǎn)生的分量，進(jìn)而可知非雷擊故障的包含的高頻分量部分會遠(yuǎn)小于雷擊故障。因此，本發(fā)明雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法與系統(tǒng)基于上述原理，提出頻譜能量分析方法，分析變電站侵入波主波能量分布范圍，分別確定雷擊故障侵入波主波能量分布范圍與接地故障侵入波主波能量分布范圍，辨識變電站侵入波是雷擊故障侵入波還是接地故障侵入波。
[0027]如圖1所示，一種雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法，包括步驟:
[0028]SlOO:獲取變電站故障侵入波。
[0029]對變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)變電站被電壓沖擊時(shí)，獲取變電站故障侵入波。非必要的，在對變電站實(shí)時(shí)監(jiān)控過程中可以將遭受電壓沖擊的時(shí)間記錄下，以便日后數(shù)據(jù)的分析與總結(jié)。
[0030]S200:分析所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍。
[0031]變電站故障侵入波主波能量分布范圍可以采用頻譜能量分析技術(shù)進(jìn)行分析，具體來說，可以借助頻譜能量分析儀器設(shè)備進(jìn)行操作。非必要的，可以采用多臺設(shè)備分別對變電站故障侵入波進(jìn)行分析，之后獲取整合多臺設(shè)備的分析結(jié)果，獲得變電站故障侵入波主波能量分布范圍。當(dāng)然變電站故障侵入波主波能量分布范圍也可以采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)處理和數(shù)學(xué)計(jì)算獲得。
[0032]S300:獲取雷擊故障侵入波主波能量分布范圍以及接地故障侵入波主波能量分布范圍。
[0033]雷擊故障侵入波主波能量分布范圍以及接地故障侵入波主波能量分布范圍可以通過歷史數(shù)據(jù)或者專家?guī)鞌?shù)據(jù)獲得，其也可以采用步驟S200中相同的方式獲得。
[0034]S400:當(dāng)所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于所述雷擊故障侵入波主波能量分布范圍內(nèi)時(shí)，辨識所述變電站故障侵入波為雷擊故障侵入波，當(dāng)所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于所述接地故障侵入波主波能量分布范圍內(nèi)時(shí)，辨識所述變電站故障侵入波為接地故障侵入波。
[0035]當(dāng)變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于雷擊故障侵入波主波能量分布范圍時(shí)，即表明此時(shí)變電站故障侵入波為雷擊故障侵入波；當(dāng)變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于接地故障侵入波主波能量分布范圍時(shí)，即表明此時(shí)變電站故障侵入波為接地故障侵入波。
[0036]本發(fā)明雷擊故障侵入波與接地故障侵入波的辨識方法，獲取變電站故障侵入波，分析變電站故障侵入波主波能量分布范圍，獲取雷擊故障侵入波主波能量分布范圍以及接地故障侵入波主波能量分布范圍，根據(jù)變電站故障侵入波主波能量分布范圍、雷擊故障侵入波主波能量分布范圍以及接地故障侵入波主波能量分布范圍，辨別變電站故障侵入波為雷擊故障侵入波或?yàn)榻拥毓收锨秩氩āＵ麄€(gè)過程中，利用雷擊故障侵入波主波和接地故障侵入波主波不同的能量分布范圍，高效且準(zhǔn)確辨別變電站故障侵入波為雷擊故障侵入波或?yàn)榻拥毓收锨秩氩ā?br>[0037]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分析所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍的步驟具體包括:
[0038]提取所述變電站故障侵入波電流的主波頭；
[0039]基于FFT(Fast Fourier Transformat1n，快速傅氏變換)分析所述主波頭，獲取FFT計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)所述FFT計(jì)算結(jié)果，求取所述變電站故障侵入波主波中每點(diǎn)復(fù)數(shù)模值的平方作為該點(diǎn)的能量值；
[0040]根據(jù)所述變電站故障侵入波主波中每點(diǎn)復(fù)數(shù)模值的平方作為該點(diǎn)的能量值，獲取所述變電站故障侵入波主波O?50kHz能量占比。
[0041]在本實(shí)施例中，采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)處理和數(shù)學(xué)計(jì)算。具體來說，先提取變電站故障侵入波電流的主波頭，基于FFT分析主播頭，獲得FFT計(jì)算結(jié)果，再根據(jù)FFT計(jì)算結(jié)果，求取每點(diǎn)復(fù)數(shù)模值的平方作為該點(diǎn)的能量值，再計(jì)算變電站故障侵入波主波O?50kHz能量占比。
[0042]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述獲取雷擊故障侵入波主波能量分布范圍以及接地故障侵入波主波能量分布范圍的步驟具體包括:
[0043]獲取多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雷擊故障侵入波和多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接地故障侵入波；
[0044]根據(jù)所述多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雷擊故障的變電站侵入波，計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)雷擊故障侵入波主波O?50kHz能量占比范圍值，根據(jù)所述多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接地故障的變電站侵入波，計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)接地故障侵入波主波O?50kHz能量占比范圍值。
[0045]標(biāo)準(zhǔn)雷擊故障侵入波主波O?50kHz能量占比范圍值和標(biāo)準(zhǔn)接地故障侵入波主波O?50kHz能量占比范圍值可以采用上述“分析所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍”相同的方式計(jì)算獲得，為了確保計(jì)算結(jié)果的確定可以采用“多次計(jì)算求取平均值”的方式。當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)雷擊故障侵入波主波O?50kHz能量占比范圍值和標(biāo)準(zhǔn)接地故障侵入波主波O?50kHz能量占比范圍值也可以采用設(shè)備儀器直接測量獲得，或者基于歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及專家?guī)鞌?shù)據(jù)獲得。
[0046]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述雷擊故障侵入波主波能量分布范圍具體為雷擊故障侵入波主波O?50kHz能量占比小于85%，所述接地故障侵入波主波能量分布范圍為接地故障侵入波主波O?50kHz能量占比為大于95 %。
[0047]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述當(dāng)所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于所述雷擊故障侵入波主波能量分布范圍內(nèi)時(shí)，辨識所述變電站故障侵入波為雷擊故障侵入波，當(dāng)所述變電站故障侵入波主波能量分布范圍處于所述接地故障侵入波主波能量分布范圍內(nèi)時(shí)，辨識所述變電站故障侵入波為接地故障侵入波的步驟之后還包括:
[0048]記錄所述變電站故障侵入波的類型和侵入時(shí)間。
[0049]記錄下變電站故障侵入波的類型和侵入時(shí)間有利于后續(xù)對變電站運(yùn)行