高精度故障录波与行波测距装置

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1、高压输电线路高精度故障录波和测距技术主要内容技术背景基于电流行波和小波变换的故障测距方法利用电流行波的输电线路故障测距装置XC-11利用电流行波的输电线路故障测距存在的问题组合故障测距方法高精度故障录波与测距装置HPR-7000结论缩短故障修复时间，提高供电可靠性，减少停电损失。减轻人工巡线工作量。发现造成线路瞬时故障的绝缘薄弱点、线路走廊下的树支等事故隐患，及时处理，防止故障的再一次发生。技术背景（一）作用按原理可以分为：阻抗法：通过测量阻抗来计算故障距离。行波法：通过测量电压、电流行波在线路上传播

2、的时间，计算故障距离。按使用的故障量可分为：单端法：仅仅利用线路一端的电压和/或电流。双端法：使用线路两端或多端的电压和/或电流。技术背景（二）故障测距方法分类阻抗法：源于线路距离保护中的阻抗继电器1923年出现，早期继电保护没有定量计算功能，故障距离是通过手工测量光电式录波器所记录的电压和电流来计算的，误差很大。80年代，微机型数字式继电保护装置投入电力系统运行，相应地，任何高压线路保护中的阻抗继电器都能给出线路故障距离来。不仅仅是微机保护，所有的线路录波器都具有阻抗故障测距功能。技术背景（三）阻抗法

3、及其发展历史与现状阻抗法原理根据在母线处测量到的阻抗（电抗）值计算故障距离Zm=Vm/Im=Rm+jLm=x.R0+x.L0x----故障距离R0,L0----单位长度电阻、电抗值ZmVmIm技术背景（三）阻抗法及其发展历史与现状测距误差大，受多种因素影响：故障点弧光电阻电源阻抗电压、电流互感器变换误差线路不对称（换位）影响长线分布电容线路走廊地形变化，引起零序参数变化。技术背景（三）阻抗法及其发展历史与现状不宜用于以下线路：直流输电线路带串补电容线路T接线部分同杆架设双回线阻抗法不足行波法原理利用行波

4、在故障点和测量点之间传播的时间差来测量故障距离行波法优点行波法不受故障点过渡电阻、线路结构等因素的影响，测距精度高，适用范围广。最早提出的电压行波测距法原理上有缺陷，且没有解决好行波信号的测量、超高速记录、分析等问题。直到二十世纪九十年代，行波测距技术一直没有获得实际的推广应用。技术背景（四）行波法及其发展历史与现状行波法：受二战雷达发明的启发1948年提出；50年代末期出现了三种行波测距仪：A型：利用故障点产生的电压行波在故障点与变电站母线往返一次的时间差测距。B型：借助于通道，分别记录下由故障点所产

5、生的行波到达两侧母线的时间实现故障测距。C型：在线路首端注入高压脉冲，测量反射波时间测量故障距离。国内在60年代末70年代初期，西安交大和西北电力中试所联合研制了C型测距仪。技术背景（四）行波法及其发展历史与现状1990年山西省电力公司和西安交通大学于签署了联合研制现代数字式行波测距仪的合作研究协议。1995年西安交大和山东科汇开发出利用电流行波的输电线路故障测距系统XC-11，同年底投入试运行。英国CSD公司F.Gale博士开始了类似的工作，也研制出产品。2000年中国电科院于也研制出利用电压行波的故

6、障测距装置。技术背景（四）行波法及其发展历史与现状Ts1Ts2tSR单端电气量（A）测距法故障点距S变电站距离：V--波速度优点：只需要在线路一端安装装置，投资少缺点：波形分析困难，可靠性差技术背景（四）行波法及其发展历史与现状TRTsSRB型测距仪故障点距S变电站距离：故障点距R变电站距离：L--线路全长优点：利用第一个波头，可靠性高，测距准确缺点：需在线路另一端安装转发装置技术背景（四）行波法及其发展历史与现状Ts1Ts2tSRC型测距仪图故障点距S变电站距离：V--波速度优点：可重复，可靠、准确缺

7、点：停电，外加信号源技术背景（四）行波法及其发展历史与现状A型优点：只需要在线路一端安装装置，投资少；缺点：波形分析困难，可靠性差B型优点：利用第一个波头，可靠性高，测距准确；缺点：需在线路另一端安装转发装置装置。C型优点：可重复，可靠、准确；缺点：停电，外加信号源。技术背景（四）行波法及其发展历史与现状测距所利用信号的带宽常规电流、阻抗等保护：0-1KHz（50Hz）阻抗测距装置：0-1KHz（50Hz）行波测距：0-300KHz，距离误差率500m电容式电压互感器（CVT）不能传变电压行波基于电流行

8、波和小波变换的故障测距方法在世界上首次提出利用普通的电流互感器测量电流行波并通过数字仿真分析及对实际CT的测试证明利用CT测量电流行波优点具有简单、易于实现的优点。不需要额外投资由于母线有较大的分布电容，母线处感受到电压行波波头幅值较小且上升速度慢，而电流行波波头却有较大的幅值且上升速度很快，利用故障电流行波检测灵敏度高。基于电流行波和小波变换的故障测距方法利用电流行波的输电线路故障测距技术特点1）仅使用电流行波2）采用高速数据采集技术3）