输电线路智能故障监测终端可行性报告

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1、2011年技改项目可行性报告项目名称：500kV德博I线、博墨II线实施智能故障监测终端技改审核：编制：唐兴强、吴灿辉临沧供电局编制2011年01月一、项目名称500kV德博I线、博墨II线实施智能故障监测终端技改。二、工程必要性对跨局输电线路加装智能故障监测终端，不仅可以判断故障区段，提高故障定位精度从而提高故障巡线效率，而且还能够捕捉暂态故障行波波形，对故障是雷击故障还是非雷击故障、雷击故障属绕击还是反击进行智能辨识。三、技术方案论证在500kV德博I线、博墨II线上两局管辖分界点杆塔各安装一个监测点，在我局管辖较长的德博I线距变电站约25公里处安装

2、一个监测点，一共安装3个监测点共9台监测设备实现分布式故障定位。分布式故障定位其思路是将输电线路分解成若干短距离的区间，按照先确定故障区间，再进行区间内行波定位的方法以提高定位的可靠性和准确性，减小弧垂、波速、波形衰减以及干扰信号对定位精度的影响，实现高精度定位。其可行性表现在以下几方面：图1分布式检测故障点示意图故障行波故障行波工频故障电流工频故障电流ijmn1）首先确定故障所在的区间。如图1所示，设定输电线路在i、j、m、n等杆塔处装设了故障信号的检测装置，现在第j基杆塔至第m基杆塔间发生了跳闸事故。此时，ij处的工频故障电流相位与mn处的工频故障电

3、流相位是相反的（在单端供电时，mn处无工频故障电流），利用这一简单逻辑原理，可以十分准确地确定故障发生在jm间。区间的准确定位也可排除各种可能引起较大误差的干扰信号的影响。由于区间定位采用的是系统工频短路电流流向的方法，区间定位具有十分高的可靠性。2）在确定的故障区间内进行行波定位。由于行波定位的故障区间变短，地形弧垂所引起的误差按比例线性缩小。在故障区间确定在jm间后，只需对jm段实施行波定位。地形弧垂带来的误差由两部分组成，一部分是在理论上计算故障点距离一端的距离时：其中为故障点距离母线M点的长度，v为波速，Tm和Tn分别为到达M端和N端的绝对时间，

4、而L表示线路全长。此时线路全长L应该为行波传输的长度即导线的长度，而非杆塔距离表达的直线距离；另一部分误差是在按照定位计算得到的去定位故障的空间位置时产生，其误差。其中表示在地图上定位故障点位置的杆塔直线距离。两部分误差会有所抵消，同时我们注意到两部分误差都与区间的大小呈线性关系(第一部分的L系数为1/2，第二部分的系数为1)，因此当区间变小时，由于地形弧垂引起的误差会呈比例缩小。按照实际情况，地形和弧垂的影响可能导致实际导线的长度与杆塔间的直线距离误差达5%以上。对于一条60公里的线路，5%意味着3公里的误差，考虑到两部分误差的相消作用，设误差为1公里

5、。因此，如果每10公里一个区段，误差将缩小到1/6公里。区间的缩小，也使故障区间两端测量的行波信号衰减和畸变程度减小，对波头的确定更准确。3）行波波速在线测量，减小行波波速的影响。分布式安装检测装置，为行波的在线测量提供了可能。根据同一行波经过相邻两个检测装置的时间，可准确计算出行波波速，消除行波波速的影响。本项目采用的分布式故障定位与目前常规的故障点行波定位技术比较如下：项目常规的故障点行波定位分布式故障定位定位原理单纯行波定位工频区间定位与行波定位相结合监测点位置两端变电站内变电站及线路中间均有行波信号衰减大、畸变大，波头识别不准确衰减小、畸变小、波

6、头识别准确弧垂的影响影响大影响小波速的影响预先设定实现行波波速在线测量定位误差几公里可以定位到故障杆塔可见分布式故障定位技术用在跨管辖区域的500kV德博I线、博墨II线，故障区间的定位精度高，每次故障的责任单位（巡线单位）明确，可提高该线路的安全运行水平与管理水平。综合考虑，我局推荐采用分布式故障定位技术。四、所需主要材料、设备（一）主要材料项目主要材料输电线路智能故障监测装置9台。（二）设备生产能力和生产周期武汉三相电力科技有限公司具备设备的生产能力，按常规招标订货，合同签订后20天内设备能够到现场。五、所需费用分析项目需购置输电线路智能故障监测装置

7、9台，每台5.5万元，总投资49.5万元，该设备免维护时间大于5年。若采用国内应用的每基杆塔安装的故障指示器；该两条线路需投入200余万元，且运行维护量大。六、项目效益分析项目投运后主要预期效益1）故障监测装置投运以后；系统的故障的性质识别与精确定位功能平均可使每次的故障停电时间减少10小时；工程所选线路一年的平均故障跳闸次数为2次，该条线路的输送容量按28万kVA计算，功率因数按0.9计，每kWh电价按0.45元计，则减少因故障跳闸、故障点查找造成断电引起的直接经济损失为：280000kVA*0.9*10小时*0.45元*2次*2条线=453.6万元，

8、减少的间接经济损失几千万元。2）建成减少了线路故障后的人工查找故障点的时间，减少