一种雷击故障定位方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种雷击故障定位方法及系统，包括：根据雷击时间段与雷击影响半径获取对应的故障跳闸数据，并通过依次确定故障跳闸线路区段、雷击跳闸线路区段、雷击故障线路、雷击故障点两侧的第一监测传感器和第二监测传感器，即通过不断的缩小范围以确定雷击故障点与第一监测传感器之间的第三距离和/或雷击故障点与第二监测传感器之间的第四距离，从而确定雷击故障点的精确位置，使得雷击故障定位成本较低、定位精度较高，且无需人工进行数据的确认及分析，自动化程度高、不受到通信影响，无使用限制、对于复杂配电线路仍适用，可以识别配电线路信息，能快速开展基础雷电参数分析、雷击故障定位，使得防雷治理改造等顺利进行等。进行等。进行等。

【技术实现步骤摘要】
一种雷击故障定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及故障定位
，尤其涉及一种雷击故障定位方法及系统。

技术介绍

[0002]雷电是影响电力系统安全、可靠运行的重要因素，对输配电线路正常运行危害极大，易造成绝缘子闪络、线路断线，引发线路跳闸。尤其在山区郊外及交通不便的地区，极大增加了日常运维、故障查找难度。
[0003]目前，雷电定位系统是输配电线路雷击故障定位分析的重要手段，但存在成本较高、定位精度较低、需人工进行数据的确认及分析、自动化程度低、易受到通信影响、使用限制较大、对于复杂配电线路不适用等问题。尤其是10kV配电线路因拓扑网络结构复杂、分布广泛、线路数量庞大，现有系统无法识别配电线路信息，无法快速开展基础雷电参数分析、雷击故障定位，使得防雷治理改造等工作均存在较大困难。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，提出了一种雷击故障定位方法及系统，使得雷击故障定位成本较低、定位精度较高，且无需人工进行数据的确认及分析，自动化程度高等等。
[0005]为实现上述目的，本专利技术在第一方面提供一种雷击故障定位方法，所述方法包括：
[0006]获取雷电参数信息，所述雷电参数信息包括雷击时间段、雷击影响半径、落雷点位置；
[0007]根据所述雷击时间段与所述雷击影响半径获取对应的故障跳闸数据；
[0008]根据所述故障跳闸数据确定故障跳闸线路区段内的杆塔信息，并根据所述杆塔信息和所述落雷点位置确定多个杆塔与所述落雷点位置之间的多个第一距离；<br/>[0009]根据多个所述第一距离和所述雷击影响半径确定雷击跳闸线路区段内的每个监测传感器的监测信息，并根据所述监测信息确定雷击故障线路；
[0010]获取所述雷击故障线路内相邻两个监测传感器接收电信号的时间差和幅值差，并根据所述时间差和所述幅值差确定所述相邻两个监测传感器的电行波陡度；
[0011]根据所述电行波陡度确定雷击故障点两侧的第一监测传感器、第二监测传感器，获取所述第一监测传感器和所述第二监测传感器之间的第二距离以及所述第一监测传感器和所述第二监测传感器接收雷击突变信号的雷击故障陡度时间差，并根据所述第二距离和所述雷击故障陡度时间差确定所述雷击故障点与所述第一监测传感器之间的第三距离和/或所述雷击故障点与所述第二监测传感器之间的第四距离。
[0012]可选地，所述方法还包括：
[0013]利用公式和公式确定所述雷击影响半径r；
[0014]其中，U
K
为输配电线路中单片绝缘子承受的感应过电压的最大值，K1为所述感应过
电压的系数，I为雷电流的幅值，H
C
为所述输配电线路与地面的平均高度，e为自然常数，U
N
为所述输配电线路的额定电压的有效值，n为所述绝缘子的片数。
[0015]可选地，所述根据所述杆塔信息和所述落雷点位置确定多个杆塔与所述落雷点位置之间的多个第一距离，包括：
[0016]利用公式d1＝R
×
arccos(cos(lat2)
×
cos(lat1)
×
cos(lng2‑
lng1)+sin(lat2)
×
sin(lat1))确定多个所述第一距离d1；
[0017]其中，R为地球半径，lat1为所述落雷点位置的维度坐标，lng1为所述落雷点位置的经度坐标，lat2为杆塔的维度坐标，lng2为杆塔的经度坐标，arccos为反余弦函数，cos为余弦函数，sin为正弦函数。
[0018]可选地，所述根据所述监测信息确定雷击故障线路，包括：
[0019]利用公式确定雷击大地时感应过电压的最大值U
I
；其中，K1为所述感应过电压的系数，I为雷电流的幅值，ln为自然对数，H
C
为输配电线路与地面的平均高度，S为所述落雷点位置与所述监测信息对应的杆塔之间的最小距离；
[0020]若所述监测信息中的电压行波波头数据大于或等于所述雷击大地时感应过电压的最大值，则将所述电压行波波头数据对应的输配电线路确定为所述雷击故障线路。
[0021]可选地，所述电信号包括电压信号，所述电行波陡度包括电压行波陡度；
[0022]所述根据所述时间差和所述幅值差确定所述相邻两个监测传感器的电行波陡度，包括：
[0023]利用公式确定所述电压行波陡度U
D
；
[0024]其中，ΔU为所述幅值差，ΔT为所述时间差。
[0025]可选地，所述电信号包括电流信号，所述电行波陡度包括电流行波陡度；
[0026]所述根据所述时间差和所述幅值差确定所述相邻两个监测传感器的电行波陡度，包括：
[0027]利用公式确定所述电流行波陡度I
D
；
[0028]其中，ΔI为所述幅值差，ΔT为所述时间差。
[0029]可选地，所述根据所述电行波陡度确定雷击故障点两侧的第一监测传感器、第二监测传感器，包括：
[0030]若所述电行波陡度不等于预设阈值，则将所述电行波陡度对应的相邻两个监测传感器确定为所述第一监测传感器、所述第二监测传感器。
[0031]可选地，所述根据所述第二距离和所述雷击故障陡度时间差确定所述雷击故障点与所述第一监测传感器之间的第三距离和/或所述雷击故障点与所述第二监测传感器之间的第四距离，包括：
[0032]利用公式Δl＝l1‑
l2＝Δt
×
c和公式d2＝l1+l2确定所述雷击故障点与所述第一监测传感器之间的第三距离l1和/或所述雷击故障点与所述第二监测传感器之间的第四距离l2；
[0033]其中，Δl为所述第三距离与所述第四距离的差值，Δt为所述雷击故障陡度时间
差，c为光速，d2为所述第二距离。
[0034]可选地，所述获取雷电参数信息之前，所述方法还包括：
[0035]获取历史雷电参数信息；
[0036]根据所述历史雷电参数信息确定监测传感器的放置范围；
[0037]获取所述放置范围内的杆塔信息，并将监测传感器接入所述放置范围内的杆塔信息对应的杆塔的输配电线路中；其中，监测传感器与杆塔一一对应。
[0038]为实现上述目的，本专利技术在第二方面提供一种雷击故障定位系统，所述系统包括：
[0039]第一获取模块，用于获取雷电参数信息，所述雷电参数信息包括雷击时间段、雷击影响半径、落雷点位置；
[0040]第二获取模块，用于根据所述雷击时间段与所述雷击影响半径获取对应的故障跳闸数据；
[0041]确定距离模块，用于根据所述故障跳闸数据确定故障跳闸线路区段内的杆塔信息，并根据所述杆塔信息和所述落雷点位置确定多个杆塔与所述落雷点位置之间的多个第一距离；
[0042]确定雷击故障线路模块，用于根据多个所述第一距离和所述雷击影响半径确定雷击跳闸线路区段内的每个监测传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷击故障定位方法，其特征在于，所述方法包括：获取雷电参数信息，所述雷电参数信息包括雷击时间段、雷击影响半径、落雷点位置；根据所述雷击时间段与所述雷击影响半径获取对应的故障跳闸数据；根据所述故障跳闸数据确定故障跳闸线路区段内的杆塔信息，并根据所述杆塔信息和所述落雷点位置确定多个杆塔与所述落雷点位置之间的多个第一距离；根据多个所述第一距离和所述雷击影响半径确定雷击跳闸线路区段内的每个监测传感器的监测信息，并根据所述监测信息确定雷击故障线路；获取所述雷击故障线路内相邻两个监测传感器接收电信号的时间差和幅值差，并根据所述时间差和所述幅值差确定所述相邻两个监测传感器的电行波陡度；根据所述电行波陡度确定雷击故障点两侧的第一监测传感器、第二监测传感器，获取所述第一监测传感器和所述第二监测传感器之间的第二距离以及所述第一监测传感器和所述第二监测传感器接收雷击突变信号的雷击故障陡度时间差，并根据所述第二距离和所述雷击故障陡度时间差确定所述雷击故障点与所述第一监测传感器之间的第三距离和/或所述雷击故障点与所述第二监测传感器之间的第四距离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用公式和公式确定所述雷击影响半径r；其中，U
K
为输配电线路中单片绝缘子承受的感应过电压的最大值，K1为所述感应过电压的系数，I为雷电流的幅值，H
C
为所述输配电线路与地面的平均高度，e为自然常数，U
N
为所述输配电线路的额定电压的有效值，n为所述绝缘子的片数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述杆塔信息和所述落雷点位置确定多个杆塔与所述落雷点位置之间的多个第一距离，包括：利用公式d1＝R
×
arccos(cos(lat2)
×
cos(lat1)
×
cos(lng2‑
lng1)+sin(lat2)
×
sin(lat1))确定多个所述第一距离d1；其中，R为地球半径，lat1为所述落雷点位置的维度坐标，lng1为所述落雷点位置的经度坐标，lat2为杆塔的维度坐标，lng2为杆塔的经度坐标，arccos为反余弦函数，cos为余弦函数，sin为正弦函数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述监测信息确定雷击故障线路，包括：利用公式确定雷击大地时感应过电压的最大值U
I
；其中，K1为所述感应过电压的系数，I为雷电流的幅值，ln为自然对数，H
C
为输配电线路与地面的平均高度，S为所述落雷点位置与所述监测信息对应的杆塔之间的最小距离；若所述监测信息中的电压行波波头数据大于或等于所述雷击大地时感应过电压的最大值，则将所述电压行波波头数据对应的输配电线路确定为所述雷击故障线路。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电信号包括电压信号，所述电行波陡度包括电压行波陡度；所述根据所述时间差和所述幅值...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金东，刘红文，汪若涵，唐立军，聂鼎，许守东，宋忧乐，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：