[发明专利]一种用于直流接地极线路故障监测的脉冲波形比较方法

说明书

本发明公开一种用于直流接地极线路故障监测的脉冲波形比较方法，方法基于脉冲反射基本原理，周期性地向直流接地极线路注入激励脉冲，并采集激励脉冲和反射脉冲波形，获得无故障下的原始波形以及检测时刻的当前波形，并将原始波形作为初始的参考波形。在后续检测时通过比较当前波形与参考波形的波形差异，进而根据波形差异情况进行参考波形更新，同时对接地极线路是否故障进行判断，进而根据波形分歧点时刻与激励脉冲发射时刻的时间差实现故障测距。本发明通过参考波形的更新解决直流接地极线路参数的缓慢变化和参数不均匀问题，可提高故障点反射脉冲的识别可靠性和灵敏度，以及直流接地极线路故障检测的可靠性和测距精度。

技术领域

本发明设计高压直流输电技术领域，特别是一种用于直流接地极线路故障监测的脉冲波形比较方法。

背景技术

直流输电系统中直流接地极线路长度可能达到几十到一百多公里。接地极线短路或开路故障时，都会对直流系统运行造成安全隐患，因此需要对直流接地极线路进行故障检测，包括监视是否发生故障，以及进行故障测距。目前直流接地极线路故障检测的实用方法主要有两种：一种是阻抗法，如专利EP0360109所述，注入高频信号，检测故障时的阻抗变化情况，可监测是否存在故障，但无法实现故障测距；另一种是脉冲反射法，故障检测系统如图1所示，故障检测装置向直流接地极线路注入激励脉冲，通过检测线路反射脉冲实现故障监视和故障测距。如图2(a)所示，当线路正常时，只有线路末端的反射脉冲；如图2(b)所示，当线路上存在故障点时，故障点会产生额外的反射脉冲。

传统的脉冲反射法原理简单，只需检测故障点反射脉冲即可实现故障检测，但在工程应用中存在如下问题：

(1)由于接地极线路的沿线地理及电磁环境影响，其线路参数并不均匀，因此在线路处于正常状态下也会产生很多反射脉冲，如图3所示，这些反射脉冲与故障点反射脉冲难以区分；

(2)随着季节、天气、导线弧垂等因素变化，直流接地极线路参数实际上会发生缓变，由此会导致线路等效波速的变化，进而会导致传统测距方法的误差。因此，需要设法提高故障点反射波形检测的可靠性和灵敏度，并提高在线路波速缓变情况下的故障测距的精度。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于直流接地极线路故障检测的脉冲波形比较法法，通过比较接地极线路激励脉冲及其反射脉冲的原始波形、参考波形和当前波形，提高故障点反射脉冲检测的可靠性和灵敏度，并提高在线路波速缓变情况下的故障测距的精度。

本发明采取的技术方案为：一种用于直流接地极线路故障监测的脉冲波形比较方法，包括：

S1，周期性地向直流接地极线路注入激励脉冲，在无故障状态下，获取激励脉冲和反射脉冲波形，保存为原始波形，将原始波形作为初始的参考波形；

S2，故障检测时，采集激励脉冲和反射脉冲的实时波形，作为当前波形；

S3，设置第一波形差异门槛值Thrd1以及第二波形差异门槛值Thrd2，Thrd2＞Thrd1；将S2采集的当前波形与当前参考波形进行比较，得到两者之间的波形差异实时值Dxy；

S4，将S3得到的波形差异实时值Dxy分别与S3设定的第一和第二波形差异门槛值进行比较：若波形差异实时值Dxy小于第一波形差异门槛值Thrd1，则将参考波形更新为S2采集到的当前波形；若波形差异实时值Dxy大于第二波形差异门槛值Thrd2，则判断为当前直流接地极线路发生故障，转至S5；否则判断为直流接地极线路正常，重复S2至S4进行下一时刻的检测；

S5，根据当前波形与当前参考波形的分歧点时刻，与激励脉冲发射时刻的时间差，计算故障点位置。

本发明所述当前参考波形即当前最后一次更新过的参考波形，如步骤S3中实际进行比较为第一次比较，则当前参考波形即S1中所述“初始的参考波形”。