线路两端保护时间不同步时的故障信息关联方法和系统

摘要

本发明公开了一种线路两端保护时间不同步时的故障信息关联方法和系统，该方法首先通过故障信息判断是单次故障还是连续多次故障，然后根据不同的故障情况，对故障信息进行归类整理，对故障信息进行时间排序并计算故障时间，最后结合故障时序和故障时间双重标准进行匹配，本发明能保证故障信息匹配结果的正确性。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，特别是涉及一种线路两端保护时 间不同步时的故障信息关联方法，以及一种线路两端保护时间不同步时的故障 信息关联系统。

背景技术

继电保护及故障信息系统作为现场装置信息收集、整理和分析的平台，是 继电保护专业的技术支持系统。厂站端的故障信息系统系统子站收集继电保护、 故障录波器等智能电子设备的正常运行、异常告警及故障信息，经过初步处理 之后上送到位于调度端的主站系统，实现对现场二次系统装置运行状态的监视 和电网故障后的及时诊断。系统的建设有利于调度部门迅速掌握电网实际故障 状况以及继电保护动作行为，及时分析电网事故、迅速做出正确判断并快速恢 复系统，同时有助于掌握继电保护设备状况，有效地分析继电保护动作行为， 提高调度管理及运行管理水平。

电力系统出现故障时，故障信息系统通过故障录波器记录故障状态下的录 波数据，从而建立继电保护及故障信息系统所必须的基础数据。录波器采集的 故障信息包括：

(1)由线路的分布参数参与作用的电压、短路故障或者系统操作引起的、 电流暂态变化过程。对这一过程的记录主要用于分析继电保护装置和安全自动 装置的动作行为是否正确。其特点是：一般不低于5kHz，采样频率较高，全程 记录时间短，一般不长于1s。

(2)因大的扰动引起的系统电压、电流、系统频率及无功功率、有功功率 发生变化的全过程。在系统暂态变化的过程中了解各系统电参量的变化规律， 电力系统计算程序和模型参数的正确性的校验需要这一过程的记录。其特点是： 一般不高于1kHz，采样频率较低，全程记录时间长，直到整个暂态变化过程基 本结束为止。

(3)对母线电压和频率、主要线路的有功潮流、变压器分接头位置和安全 自动装置动作行为等的记录。其特点是：一般数秒一次，采样频率低，全程记 录时间长。现在的微机型故障录波器也可以通过RS485，RS232等通信接口， 将装置记录的录波数据经通信网络传输至继电保护及故障信息系统。

随着大规模电力网络的形成，故障信息系统在故障信息的采集过程中出现 的问题随着采集信息的增加而不断放大。由于故障信息系统子站间存在着不可 避免的时间不同步问题，线路两端同一故障的故障信息无法得到正确匹配，尤 其是在同一线路出现连续故障时，不同故障的故障信息甚至会出现错误匹配的 现象。不正确的故障信息对故障实际情况的判断以及故障处理与恢复都将产生 严重影响，因此需要对线路两端故障信息进行数据融合，使系统自动识别出线 路两端对应的故障信息。

综合以上分析可知，继电保护故障信息系统在处理子站上送的故障信息时， 由于子站之间的时间不同步，存在故障线路两端故障信息匹配困难的情况，并 且当同一线路出现连续故障时，现有的故障信息系统无法实现相同故障的信息 匹配问题。

发明内容

基于此，本发明提供一种线路两端保护时间不同步时的故障信息关联方法 和系统，能适用于线路两端时间不同步的情况下，出现复杂故障时进行故障信 息的匹配。

一种线路两端保护时间不同步时的故障信息关联方法，包括如下步骤：

获取继电保护故障信息系统上送的保护启动信息，从接收的第一个保护启 动信息开始计时，在预设时间内如果只有一个保护启动信息，则判断为单次故 障；如果存在多个保护启动信息，则判断为连续故障；

当判断为单次故障时，判断继电保护故障信息系统上送的故障信息是否为 保护启动信息，如果是保护启动信息，则将所述故障信息记录为保护启动类信 息；如果不是保护启动信息，则判断故障信息是否为保护复归信息，如果是保 护复归信息，则将所述故障信息记录为保护复归类信息；如果不是保护复归信 息，则判断所述故障信息中是否包含有电网故障序号NOF，如果包含有电网故 障序号NOF，则将有相同电网故障序号NOF的故障信息匹配为同一故障线路两 端的故障信息；如果没有包含电网故障序号NOF，则根据完整对应的保护启动 信息与复归信息，将同侧的保护启动类信息和保护复归类信息记录为同一故障， 并根据保护出口信息的时间和其对应的录波计算出故障时间，将两侧相同故障 时间的故障信息记录为同一故障的故障信息；

当判断为连续故障时，将接收到的所有故障信息进行归类：根据所述故障 信息中的时间判断所述保护启动信息是否为第一次启动，如果是第一次启动， 则将所述故障信息记录为第一次故障的故障信息；如果不是第一次启动，则查 询上一次故障的保护复归类信息中是否包含该保护的复归信息，如果包含有该 保护的复归信息，则判断为上次故障结束，将所述保护启动信息记录为第二次 故障的故障信息；如果没有包含有该保护的复归信息，则将所述保护启动信息 记录为上一次故障的故障信息；

将所有保护启动信息和保护复归信息记录为完整的故障序列，并以时间先 后排序，分别计算各次故障的故障时间；

将线路两侧的故障信息分别以所述继电保护故障信息系统所在子站的时间 分别排序，并将相同故障时间的故障信息匹配为同一次故障。

一种线路两端保护时间不同步时的故障信息关联系统，包括：

信息获取模块，用于获取继电保护故障信息系统上送的保护启动信息，从 接收的第一个保护启动信息开始计时，在预设时间内如果只有一个保护启动信 息，则判断为单次故障；如果存在多个保护启动信息，则判断为连续故障；

单次故障处理模块，用于当判断为单次故障时，判断继电保护故障信息系 统上送的故障信息是否为保护启动信息，如果是保护启动信息，则将所述故障 信息记录为保护启动类信息；如果不是保护启动信息，则判断故障信息是否为 保护复归信息，如果是保护复归信息，则将所述故障信息记录为保护复归类信 息；如果不是保护复归信息，则判断所述故障信息中是否包含有电网故障序号 NOF，如果包含有电网故障序号NOF，则将有相同电网故障序号NOF的故障信 息匹配为同一故障线路两端的故障信息；如果没有包含电网故障序号NOF，则 根据完整对应的保护启动信息与复归信息，将同侧的保护启动类信息和保护复 归类信息记录为同一故障，并根据保护出口信息的时间和其对应的录波计算出 故障时间，将两侧相同故障时间的故障信息记录为同一故障的故障信息；

连续故障处理模块，用于当判断为连续故障时，将接收到的所有故障信息 进行归类：根据所述故障信息中的时间判断所述保护启动信息是否为第一次启 动，如果是第一次启动，则将所述故障信息记录为第一次故障的故障信息；如 果不是第一次启动，则查询上一次故障的保护复归类信息中是否包含该保护的 复归信息，如果包含有该保护的复归信息，则判断为上次故障结束，将所述保 护启动信息记录为第二次故障的故障信息；如果没有包含有该保护的复归信息， 则将所述保护启动信息记录为上一次故障的故障信息；

故障时间计算模块，用于将所有保护启动信息和保护复归信息记录为完整 的故障序列，并以时间先后排序，分别计算各次故障的故障时间；

匹配模块，用于将线路两侧的故障信息分别以所述继电保护故障信息系统 所在子站的时间分别排序，并将相同故障时间的故障信息匹配为同一次故障。

本发明线路两端保护时间不同步时的故障信息关联方法和系统，根据故障 信息系统采集的保护启动复归类信息计算故障时间，先将线路两侧的故障信息 分别以其本地时间进行排序，再进行匹配，同时还根据不同故障的故障时间进 行验证，确保故障信息匹配的可靠性。本发明同时考虑单次故障和连续多次故 障，单次故障时可以快速有效的匹配故障信息，连续故障时以时间序列和故障 时间共同作为依据，大大降低了故障信息匹配的错误率。本发明不存在GPS时 钟对时问题，不需要加装GPS同步设备，工程上易于实现。同时，本发明不存 在故障信息匹配盲区，信息匹配的可靠性高，可以实现快速有效的故障信息匹 配功能，具有工程实际意义。

附图说明

图1为本发明基于线路两端保护时间不同步时复杂故障的信息关联方法在 一实施例中的流程示意图。

图2为本发明基于线路两端保护时间不同步时复杂故障的信息关联系统在 一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式 不限于此。

如图1所示，是本发明基于输电线路两端时间不同步时复杂故障的信息关 联方法，包括如下步骤：

步骤S11：获取继电保护故障信息系统上送的保护启动信息，从接收的第一 个保护启动信息开始计时，在预设时间内(例如，可设置默认是5分钟，也可 是其他时间，具体可根据实际需要而设置)，如果只有一个保护启动信息，则判 断为单次故障，进行步骤S12；如果存在多个保护启动信息，则判断为连续故障， 进行步骤S16；

步骤S12：当在步骤S11中判断为单次故障时，判断继电保护故障信息系统 上送的故障信息是否为保护启动信息，如果是，则将所述故障信息记录为保护 启动类信息；如果不是，则进行步骤S13；

步骤S13：判断故障信息是否为保护复归信息，如果是，则记录为保护复归 类信息；如果不是，则进行步骤S14；

步骤S14：判断故障信息是否包含有电网故障序号NOF，如果有，则将有 相同NOF的故障信息匹配为同一故障线路两端的故障信息；如果没有，则进行 步骤五；

步骤S15：根据完整对应的保护启动信息与保护复归信息(即同一装置的一 个保护启动信息对应其一个保护复归信息，也即是：当电力设备发生故障，保 护装置启动保护后，生成保护启动信息，若故障消除，则保护装置复归，生成 保护复归信息)，将同侧的保护启动信息和保护复归信息记录为同一故障，并根 据保护出口信息的时间和其对应的录波计算出故障时间，将两侧相同故障时间 的故障信息记录为同一故障的故障信息；单次故障即可实现正确匹配。

步骤S16：当在步骤S11中判断为连续故障时，根据所述故障信息中的时间 判断所述保护启动信息是否为第一次启动，如果是，则将所述故障信息记录为 第一次故障的故障信息；如果不是，则进行步骤S17；

步骤S17：查询上一次故障的保护复归类信息中是否包含该保护的复归信 息，如果是，则判断为上次故障结束，将所述保护启动信息记录为第二次故障 的故障信息；如果不是，则将所述保护启动信息记录为上一次故障的故障信息； 重复进行步骤S16直至故障信息归类完毕。

步骤S18：将所有保护启动信息和保护复归信息记录为完整的故障序列，并 根据保护启动信息和保护复归信息中的时间进行排序，分别计算各次故障的故 障时间；

步骤S19：将线路两侧的故障信息分别以所述继电保护故障信息系统所在子 站的时间分别排序，并将相同故障时间的故障信息匹配为同一次故障。

在一较佳实施例中，所述继电保护故障信息系统与智能电子设备连接，获 得所述智能电子设备发送的故障信息、保护启动信息和保护复归信息。

在一较佳实施例中，所述智能电子设备可包括继电保护设备、故障录波器。

以下再通过两个具体实施例详细本发明方法的应用过程。

如图2所示，是两个断路器的连接示意图。

故障条件：断路器1开关在t11(10.1秒钟)跳闸，断路器1继电保护在t12 (10.0秒钟)启动，断路器1纵联保护在t13(10.1秒钟)跳闸；断路器2开关 在t21(15.1秒钟)跳闸，断路器2继电保护在t22(15.0秒钟)启动，断路器2 纵联保护在t23(15.1秒钟)跳闸。

应用本发明方法，采用故障信息匹配方法步骤如下：

(1)判断断路器1动作为保护动作事件，判断断路器2动作为保护动作事 件；

(2)判断断路器1为元件启动，归档为该次故障的保护启动类信息，判断 断路器2为元件启动，归档为该次故障的保护启动类信息；

(3)判断断路器1为动作元件，归档为该次故障的保护保护动作出口类信 息，判断断路器2为动作元件，归档为该次故障的保护保护动作出口类信息。

(4)断路器1保护无NOF，断路器2保护无NOF；

(5)断路器1动作相对时间为0.1s，断路器2动作相对时间为0.1s，关联 为同一次故障信息。

故障条件：线路a断路器1开关在t11(10.1秒钟)跳闸，断路器1继电保 护在t12(10.0秒钟)启动，断路器1纵联保护在t13(10.1秒钟)跳闸，断路 器1开关在t14(20秒钟)复归，线路b断路器2继电保护在t21(15.0秒钟) 启动，断路器2开关在t22(25秒钟)复归，线路b断路器2开关在t23(15.1 秒钟)跳闸，断路器2继电保护在t24(30.0秒钟)启动，断路器2纵联保护在 t25(30.1秒钟)跳闸，断路器2开关在t26(40秒钟)复归。

应用本发明方法，采用故障信息匹配方法步骤如下：

(1)断路器1第一次动作为第一次启动，归档为第一次故障的启动类信息；

(2)断路器2不是第一次启动；

(3)断路器2保护传送完整启动、复归信息；

(4)断路器2首次保护复归类信息包含复归信息；

(5)二次启动时间差大于复归时间；

(6)第一次故障结束，该次保护启动归档为第二次故障启动类信息。

根据上述两个故障条件下的分析结果可知，由于线路两端的时间不同步， 当线路出现连续故障时，根据本地时间上传的线路两端故障信息出现混乱，无 法分辨同一故障线路两端的故障信息，应用本实施例的方法，首先将两端故障 信息分别归类并根据各自本地时间排序，再进行对比匹配，同时引入故障时间 进行校验，确保故障信息匹配的可靠性。

如图2所示，本发明还提供一种线路两端保护时间不同步时的故障信息关 联系统，包括：

信息获取模块21，用于获取继电保护故障信息系统上送的保护启动信息， 从接收的第一个保护启动信息开始计时，在预设时间内如果只有一个保护启动 信息，则判断为单次故障；如果存在多个保护启动信息，则判断为连续故障；

单次故障处理模块22，用于当判断为单次故障时，判断继电保护故障信息 系统上送的故障信息是否为保护启动信息，如果是保护启动信息，则将所述故 障信息记录为保护启动类信息；如果不是保护启动信息，则判断故障信息是否 为保护复归信息，如果是保护复归信息，则将所述故障信息记录为保护复归类 信息；如果不是保护复归信息，则判断所述故障信息中是否包含有电网故障序 号NOF，如果包含有电网故障序号NOF，则将有相同电网故障序号NOF的故 障信息匹配为同一故障线路两端的故障信息；如果没有包含电网故障序号NOF， 则根据完整对应的保护启动信息与复归信息，将同侧的保护启动类信息和保护 复归类信息记录为同一故障，并根据所述保护启动类信息和保护复归类信息中 记录的时间计算出故障时间，将两侧相同故障时间的故障信息记录为同一故障 的故障信息；

连续故障处理模块23，用于当判断为连续故障时，将接收到的所有故障信 息进行归类：根据所述故障信息中的时间判断所述保护启动信息是否为第一次 启动，如果是第一次启动，则将所述故障信息记录为第一次故障的故障信息； 如果不是第一次启动，则查询上一次故障的保护复归类信息中是否包含该保护 的复归信息，如果包含有该保护的复归信息，则判断为上次故障结束，将所述 保护启动信息记录为第二次故障的故障信息；如果没有包含有该保护的复归信 息，则将所述保护启动信息记录为上一次故障的故障信息；

故障时间计算模块24，用于将所有保护启动信息和保护复归信息记录为完 整的故障序列，并以时间先后排序，分别计算各次故障的故障时间；

匹配模块25，用于将线路两侧的故障信息分别以所述继电保护故障信息系 统所在子站的时间排序，并将相同故障时间的故障信息匹配为同一次故障。

在一较佳实施例中，所述继电保护故障信息系统与智能电子设备连接，获 得所述智能电子设备发送的故障信息、保护启动信息和保护复归信息。

在一较佳实施例中，所述智能电子设备包括继电保护设备、故障录波器。

本发明输电线路两端时间不同步时的故障信息关联方法和系统，根据故障 信息系统采集的保护启动复归类信息计算故障时间，先将线路两侧的故障信息 分别以其本地时间进行排序，再进行匹配，同时还根据不同故障的故障时间进 行验证，确保故障信息匹配的可靠性。本发明同时考虑单次故障和连续多次故 障，单次故障时可以快速有效的匹配故障信息，连续故障时以时间序列和故障 时间共同作为依据，大大降低了故障信息匹配的错误率。本发明不存在GPS时 钟对时问题，不需要加装GPS同步设备，工程上易于实现。同时，本发明不存 在故障信息匹配盲区，信息匹配的可靠性高，可以实现快速有效的故障信息匹 配功能，具有工程实际意义。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。