输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其包括步骤：输电线路发生单相故障跳闸后，立即判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同，则判断为输电线路发生了雷击故障且故障类型为反击；如果极性并非均相同，则进行下一步；确定故障相的电流变化率R，如果R大于一阈值，则判断为输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为绕击；如果R并非大于所述阈值，则判断输电线路发生了单相接地故障。本发明还公开了一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其包括：依次连接的至少一组故障检测装置，无线通讯系统，远程监控站，其中远程监控站采用上述方法对输电线路故障类型进行判定。
【专利说明】输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明设及输电线路故障识别领域，具体设及输电线路雷击故障的识别方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 国内外运行经验表明，直击雷是造成高压输电线路跳闽的主要原因，分为绕击和 反击两类。雷电绕过避雷线而直接击到导线上的现象叫绕击；雷击避雷线或杆塔顶部时，如 接地电阻值很大，则杆塔顶部的电位就可能比导线的电位高很多，由该个电压引起的绝缘 子串闪络称为反击。绕击与反击的机理及过程不同，防护措施也不同。绕击主要与保护角 有关，反击主要与杆塔接地电阻和线路绝缘强度有关。如能对绕击与反击进行正确识别，可 为合理采用防雷措施提供准确的判断依据，减少线路雷害事故。
[0003] 目前，对绕击、反击的研究大多集中在线路设计阶段；对于反击，普遍采用电磁暂 态仿真分析；对于绕击，普遍采用电气几何模型法或改进电气几何模型法进行分析。而线路 投运后，绕击、反击故障的区分多是根据雷电流大小并结合绝缘子闪络情况由工程人员的 经验判定，其主观性强，可信性差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一是提供一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，该 方法能实现输电线路故障时对雷击故障和非雷击故障的有效识别，W及对雷击故障中雷击 类型的有效识别。
[0005] 本发明的另一目的是提供一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，该 系统能实现输电线路故障时对雷击故障和非雷击故障的有效识别，W及对雷击故障中雷击 类型的有效识别。
[0006] 基于上述目的，本发明提供了一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方 法，其包括步骤：
[0007] 输电线路发生单相故障跳闽后，立即判断ABCS相电流行波的极性；如果极性均 相同，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为反击；如果极性并非均相同，则进 行下一步；
[0008] 确定故障相的电流变化率R，如果R大于一阔值，则判断输电线路发生了雷击故障 且雷击故障类型为绕击；如果R并非大于所述阔值，则判断输电线路发生了单相接地故障； 其中
[0009] R = |max(i (S)) AriseI/X
[0010] 式中，t，为检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示检测到的首个电流行波， max(i(s))为检测到的首个电流行波的幅值，tfk。为检测到的首个电流行波的上升时间。
[0011] 本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，基于故障产生的电 流行波的时域特征，实现输电线路故障时对雷击故障和非雷击故障的有效识别，W及对雷 击故障中雷击类型（包括绕击和反击）的有效识别，从而可为合理采用防雷措施提供准确 的判断依据。其原理是；反击故障、绕击故障W及非雷击故障产生的电流行波具有不同的 特点，根据该特点判断具体属于哪类故障。具体来说，反击故障产生的电流行波=相极性相 同，绕击故障和单相接地故障（非雷击故障）产生的电流行波S相极性不同；进一步地，绕 击故障和单相接地故障产生的电流行波的电流变化率R所在区间不同，因此可W-阔值来 区分所述区间，电流变化率R属于超过此阔值的区间则判断为绕击故障，否则判断为非雷 击故障。电流变化率R是检测到的首个电流行波的幅值的绝对值与半波长度的比值。
[0012] 进一步地，在本发明所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法中，所 述阔值选自37-73. 12A/y s2范围内。
[0013] 将阔值限定在上述范围内是因为；37A/ys2是500KV输电线单相接地故障首个电 流行波的电流变化率R的上限，73. 12A/ y S2是500KV输电线绕击故障首个电流行波的电流 变化率R的下限，阔值在37-73. 12A/ y S2范围内选取则能保证正确区分单相接地故障和绕 击故障。
[0014] 下面对37-73. 12A/ y S2范围的两个端值的确定过程做出说明。
[0015] 首先分析单相接地故障首个电流行波的电流变化率R的上限37A/ y S2的获得过 程：
[0016] 设输电线路A相单相接地时，附加网络其边界条件为
[0017]
【权利要求】
1. 一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其特征在于，包括步骤： 输电线路发生单相故障跳闸后，立即判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同， 则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为反击；如果极性并非均相同，则进行下 一步； 确定故障相的电流变化率R，如果R大于一阈值，则判断输电线路发生了雷击故障且雷 击故障类型为绕击；如果R并非大于所述阈值，则判断输电线路发生了单相接地故障；其中 R = |max(i (s))/trise|/tw 式中，tw为检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示检测到的首个电流行波， max(i (s))为检测到的首个电流行波的幅值，为检测到的首个电流行波的上升时间。
2. 根据权利要求1所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其特征在 于：所述阈值选自37-73. 12A/y s2范围内。
3. 根据权利要求2所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别方法，其特征在 于：所述阈值为50A/ y s2。
4. 一种输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在于，包括： 至少一组故障检测装置，其设于输电线路上；其中各组故障检测装置均包括三个故障 检测装置，该三个故障检测装置分别对应检测ABC三相的电流行波信号； 无线通讯系统，其与所述至少一组故障检测装置无线连接，以接收故障检测装置传输 的电流行波信号； 远程监控站，其与所述无线通讯系统连接，所述远程监控站根据接收到的电流行波信 号在输电线路发生故障时判断ABC三相电流行波的极性：如果极性均相同，则判断输电线 路发生了雷击故障且雷击故障类型为反击，如果极性并非均相同，则确定故障相的电流变 化率R，如果R大于一阈值，则判断输电线路发生了雷击故障且雷击故障类型为绕击；如果R 并非大于所述阈值，则判断输电线路发生了单相接地故障；其中 R = |max(i (s))/trise|/tw 式中，tw为故障检测装置检测到的首个电流行波的半波长度，i(s)表示故障检测装置 检测到的首个电流行波，max (i (s))为故障检测装置检测到的首个电流行波的幅值， 检测到的首个电流行波的上升时间。
5. 根据权利要求4所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在 于：所述阈值选自37-73. 12A/y s2范围内。
6. 根据权利要求4所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在 于：所述无线通讯系统包括短距离无线通信网络和远程无线通信网络，所述各组故障检测 装置中三个故障检测装置检测到的各相电流行波信号通过短距离无线通信网络传输汇聚 于结点，并从结点通过远程无线通信网络传输至远程监控站。
7. 根据权利要求6所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在 于：所述远程无线通信网络为GPRS/CDMA/GSM网络的其中之一。
8. 根据权利要求6所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在 于：所述短距离无线通信网络为ZIGBEE通信网络。
9. 根据权利要求4所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在 于：所述各故障检测装置均包括宽带罗氏线圈。
10.根据权利要求9所述的输电线路雷击故障及雷击故障类型的识别系统，其特征在 于：所述宽带罗氏线圈与积分器连接。
【文档编号】G01R31/08GK104502804SQ201410818437
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】洪军, 刘亚东, 马欣, 朱清, 孔平, 樊秀娟, 张勇, 刘仰安, 仵宗生, 吕修峰 申请人:国家电网公司, 国网山东省电力公司济宁供电公司, 上海交通大学
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