输电网故障行波定位系统技术说明书

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1、WGXD—2007输电网故障行波定位系统技术说明书二〇〇七年-10-一、概述高压输电线路输送距离长，暴露在旷野，且多为山区丘陵地形，易发生故障。故障点的快速、精确定位，一直是电力部门尚未解决的难题，对电力系统的安全运行构成较大威胁，也给线路运行维护人员带来了繁重的负担。本产品在前期研究并获3项发明专利的电压行波故障定位方法、专用行波传感器和高精度GPS同步时钟的基础上，研究开发了一种原创性的具有广泛应用前景的高精度电网故障定位技术。该技术通过检测由故障点产生沿输电线路以接近光速的速度传输到电网中各变电站的

2、暂态行波信号，记录故障行波到达各变电站测量点的GPS同步时钟精确时间值，由故障线路两侧变电站测量到的GPS时间差计算故障点精确位置。故障行波定位系统由各变电站的故障行波采样单元通过通讯网络与安装在调度的故障定位主机相连组成，实现对整个电网各种故障的精确定位，且可以用于电网相角测量。具体实现时，装置通过电压互感器和电流互感器直接提取故障行波波头，启动记录行波波头到达的GPS时间并传输到安装在调度中心的故障行波定位主机，根据输电线路两端测量的故障行波到达时间差计算故障点位置。并把故障数据信息通过Web服务器发

3、送到各故障线路两侧变电站的主管电业局，便于电业局迅速进行故障处理。二、产品的主要特点ü改变传统按输电线路进行故障定位方式，两个故障行波定位屏完成单条输电线路故障定位；该系统按电网进行故障定位，在每个变电站仅需安装一套行波采集装置，便可实现整个电网的故障定位；ü行波定位装置分别从电压互感器、电流互感器和专用行波传感器提取故障行波波头，造价低，安装简单，满足电力系统安全运行要求；ü采用高精度晶振同步GPS时钟，产生高精度时间同步信号，能有效消除S.A.干扰，在卫星正常接受条件下时间误差不高于0.1μS，卫星失

4、步一小时的条件下时间误差不高于1μS；ü故障定位精度高，现场试验测试表明：定位误差小于150米；ü定位装置具有较高的运行可靠性，能够满足对雷击闪络、断线、碰线、污闪等各种类型故障的准确定位，尤其适用于高阻接地故障的定位；ü软件采用Windows操作平台，基于C++Builder5开发，采用图形界面，运行稳定、升级方便、操作简单，可与变电站综合自动化系统及调度中心通讯；ü具有完整的软硬件自检功能，设有掉电保护，抗干扰能力强。-10-三、故障行波定位基本原理目前电力系统普遍采用的故障后工频或谐波分量进行输电线

5、路故障定位，该定位方法的精度和可靠性通常有依赖于线路电压电流测量精度和系统参数整定准确度；定位结果与变电站CT、PT参数、线路参数及系统参数密切相关；各个环节的误差都会影响定位结果。在实验条件下，不考虑各种测量误差和整定误差，定位误差可以小于线路全长的1%。而在实际现场运行中，尤其在高阻故障及瞬态碰线故障中，定位误差远大于此值，甚至超过线路全长的50%，对于远距离输电线路误差有时大于50kM。为提高故障定位的精度和可靠性差，国内外采用故障行波进行定位，行波定位方法不受系统参数影响、定位精度和定位可靠性高。

6、故障行波定位原理如下图所示，输电线路mn在F点发生故障，故障点产生的暂态行波以接近光速的速度n向输电线路两端传播，并在波阻抗不连续的地方（如：母线和故障点）发生反射和折射。若行波第一次到达m、n端的时间和能准确测量，则可以计算故障点距m端的距离为(为线路全长)：DmF=A．输电线路故障B．故障行波的传输图在互连的电力系统中，只需在每个变电站安装一套故障行波采集装置，记录任一输电线路故障产生的行波到达每个变电站的精确时间，由故障线路两端各任一变电站所记录的行波到达时间就可以实现故障点位置的精确计算，完成整个

7、电网故障定位。-10-故障定位网络四、输电网故障GPS行波定位系统介绍1．故障行波定位系统组成如下图所示，由前置模块、GPS时钟模块和行波到达时刻记录回路（行波采样单元）构成故障行波采集装置，通过通讯网络与安装在调度的故障定位主机相连，组成故障定位系统。各变电站故障行波采集装置检测由故障点产生并传输到该变电站的故障行波，记录行波波头到达的GPS高精度同步时钟时间；故障定位主机对电网中各变电站记录时间数据进行配对，剔除干扰信号影响，可靠提取故障行波波头到达各变电站的正确时间；线路故障跳闸后，由行波波头到达故

8、障线路两侧变电站的高精度时间差及行波传播速度精确计算故障点位置。故障行波定位网络故障行波定位通讯网络为一个主站多个从站的模式，可以选择采用GPRS、光纤、载波或电话线等通讯方式。其中GPRS是通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService)的英文简称，为GSM用户提供分组形式的数据业务；GPRS已在工业控制、环境保护、道路交通、商务金融、移动办公、零售服务等行业中的应用具有无可比拟的性价比优势，且具有高速