基于cvt二次电压和行波传感器故障行波定位

《基于cvt二次电压和行波传感器故障行波定位》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于CVT二次电压和行波传感器的故障行波定位1研究背景随着我国电力事业的迅速发展，超高压输电线路在电网中所占的地位越来越重要。各大网局基本形成以500kV为骨干网架的超高压输电电网；同时各省、大中型城市也基本形成以220kV为主的输配电网系统。超高压输配电网络的发展极大的促进了国民经济的各项事业，其安全、经济运行具有重要的社会意义和经济意义。作为电力系统的主干，超高压输电线路不仅担负着传送巨大功率的任务，还作为各大电网联网运行的联络线使用，其运行的可靠性影响着整个电力系统的供电可靠性；而输电线路工作环境又

2、极为恶劣，暴露于风雨，穿行于山野，是电力系统中发生故障最多的地方，而且极难查找。因此，在线路发生故障后迅速准确地找到故障点，不仅对及时修复线路和快速恢复供电，而且对整个电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的作用。故障定位是电力系统查找输电线路故障点的重要依据。鉴于超高压输电线路在电力系统中的重要地位，架空送电线路运行规程明确规定“220KV及以上架空送电线路必须装设线路故障测距装置”。近年来，故障行波定位技术得到了较快的发展，涌现了许多双端、单端行波故障定位算法和原理，已成为继电保护领域热门的课题之一

3、。输电线路保护的基本要求之一是快速性，随着行波理论和小波变换技术的发展，行波保护给快速保护注入了新的活力，其保护响应时间在5ms以内，且不易受系统运行方式、过渡电阻和系统振荡等因素的影响，随着光电电压、电流互感器的实用化和数字化变电站的进展，必将在线路保护中发挥重要的作用。2设计思想(1)采用行波故障定位与常规定位技术，实现各种电力系统运行工况下的可靠。准确定位，常规定位与行波定位相互独立，并列运行，功能互补并可相互校核。(2)采用电压行波传感器的硬件行波波头捕捉与基于高速采集的电压、电流小波分析获取行波

4、波头相结合的方案，同时对电压行波传感器的输出也考虑进行高速采集，以实现完备的硬件与软件平台和可靠的初始行波畸变检测。(3)采用GPS技术、高速大容量采样存储技术实现多次故障暂态波形的记录，每个采样数据均带有64位GPS绝对时标，方便采样数据的存储管理和历史数据的同步分析。(4)良好的人机界面和功能完备的上层分析软件，完善的通讯协议，方便与保护信息系统、其它故障信息系统、变电站综合自动化系统接口。3原理框图图1双端故障定位系统原理框图双端综合故障行波定位系统如图1所示，线路两侧系统包含常规定位部分与行波定位

5、部分，其中常规定位是相对独立的系统，与故障行波定位共用与对端的通信通道获取对端参数，并将常规定位结果上传给上位机。4行波传感器的设计与安装由于线路CVT的耦合电容器在阻波器的前面，通过耦合电容器的电压信号的高频分量未受抑制；在此设置传感器，还能获得经阻波器反射而陡化的波，同时耦合电容对电压行波有微分作用，使行波波头进一步变陡，有利于准确的获取行波波头到达的时刻。电压行波传感器结构如图2所示。传感器由磁位计、TVS(暂态电压抑制器)电路、分压电路及保护用避雷器和信号电缆组成。TVS电路、分压电路及保护用避雷

6、器主要是起到过电压保护的作用。分压电路将电压信号降低到行波波头检测电路所要求的电平水平。由于高频信号传输的特点，要求分压电路的阻抗与信号电缆的阻抗匹配，以避免高频信号在电缆与传感器联结点发生反射，达到真实反映电压行波波头，降低信噪比的目的。图2行波传感器简图行波传感器应用于现场时，磁位计套接在CVT或耦合电容器的接地线上，如图3所示，当线路正常运行时，流向地线的电流很小，反映在行波传感器的输出电压基本为零；当线路发生故障时，故障行波自线路进入，由于避雷器2动作电压低（2kV-4kV）、响应速度快，行波波头

7、到达时，避雷器1或避雷器2动作，在AB间产生电压，视故障类型、故障时刻及过渡电阻的不同，AB间将产生40V-100V的一个快速上升或下降的跳变信号，行波传感器利用磁位计良好的暂态传变特性将其忠实地传变到限压分压电路，作为行波波头检测信号，可以通过这个跳变信号启动行波记录装置进行记录。为了消除阻波器和母线电容对行波波头的平滑，要保证传感器足够小的上升时间，传感器最好安放在阻波器之前。图3行波传感器的安装示意图3.电压行波传感器行波波头检测硬件行波波头根据行波变化率、上升时间和峰值电平来确定，如图4（a）所示

8、。(a)电压行波波头检测(b)行波波头GPS时标锁存图4行波波头检测与GPS时标锁存硬件检测行波波头对应GPS时标按图4(b)获得，即在满足变化率触发条件后，由可编程器件锁存GPS时标，如果行波同时满足上升时间和峰值电平检测，则认为是真正的行波波头，由DSP读取并保存行波波头GPS绝对时标。4.故障启动方式故障启动考虑如下三种方式：(1)内部硬件启动：由行波传感器波头检测信号直接启动；(2)内部软件启动：由常规定位系统启动；(