行波测距在电力系统中应用.pdf

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1、<电气开关>(2010．No．1)文章编号：1004—289X(2010)01—0o64一o4行波测距在电力系统中应用时昌盛，苏良虎(三峡大学电气信息学院，湖北宜昌443002)摘要：简要分析电力系统现状，阐述行波理论，在此基础上将行波理论用于实际情况来验证可行性并举出算例进行说明，最后分析并展望行波理论。关键词：4-i-波；波头；反射中图分类号：TM712文献标识码：BApplicationofTravellingWaveMeasurementInPowerSystemSHIChang—sheng，SULiang—hu(SchoolofElectricalInformation，Sanx

2、iaUniversity，Yichang43002，China)Abstract：BrieflyanalysespowersystemStatusquo，expoundsthetheoryoftravellingwave．Inaddition，Applyingtrave1．ringwavetothepracticetoprovethefeasibilityaswellasshowexampletofurtheranalysis．Finally，forcestingtheappfi．cationoftravelingwave．Keywords：travelingwave；wavepeak；r

3、eflectionl引言2输电线路上的行波理论2．1行波的概念自改革开放以来，我国电力事业得到了长足的发展。到目前为止，发电量和装机容量均已居世界第二。一根输电线可看成由无数个长度为出的小段所组成，即输电线是一个具有分布参数的电路元件，若设自1990年至1997年，发电机装机容量年均增长率约为9．13％，发电量年增长率约为8．98％。电力工业的每单位长度导线的电感及串联电阻为￡及r、每单位发展速度及其合理性不仅关系到电力工业能源利用和长度导线的对地电容及对地电导为C及g，则线路的使用的经济和社会效益，同时也对其他行业产生巨大贝瑞隆等值电路如图1所示。影响。由电磁场理论得知，电能是以波的形式

4、运动的电压和电流行波。由线路故障点产生的行波故障分量中包含着丰富的故障信息而倍受人们关注。这些信息包括故障发生的时间、故障相、故障线、故障相位等。同工频电气量相比，行波速度快，而且还具有不受过渡电阻影响、不受CT饱和影响、不受系统振荡影响、不受图1单导线线路的贝瑞隆等值电路长线分布电容影响等独特的优点。近来，人们对行波为了分析方便，这里仅分析无损线路上的行波过的研究取得了重大进展。将行波测距这一新领域的新程。即，r，C及g均为常数，且r=0，g=0。如果线路技术引入到故障录波装置中，将使故障录波装置的功上观测点的位置和动态过程时间分别用和t来表能得到极大的丰富和提高，尤其在故障测距方面，它

5、的示，则无损分布参数线路中的冲击波电压和电流，变革给电力部门带更大来的社会效益和经济效益。的传播可用数学物理方程式(1)左侧来表示：<电气开关>(2010．No．1)65如图3所示，行波。在波阻抗为z的线路传播a矿=ca￡‘=‘(、，詈)，+(＼+詈I，1至A点时，线路的均匀性发生改变，设其等效波阻抗为z，则A点的反射系数可以用反射电压(电流)与入嘉=02_t：【(z号)一(t-I-詈)】(·)射电压(电流)之比来表示，故电压反射系数：其解式(1)右侧中：=是波阻抗；波速为=(z2一Z)“一一。(zl+z2)七；(t一土)是指一个前行电压行波(ForwardwaveJLC由式玄[(￡一言)

6、一M(￡+詈)]可得电流的反)，当线路长度1<时，(t一)=0，当1≥时，射波极性发生改变，因此，电流的反射系数为：Ki=÷e(t．三)≠O，而(t+土)则是指反向电压行波(Back—=一=-，其中：Ur和i分别为反射电压行波和电wardwave)。电流行波与电压行波的波形相似，只是流行波为折射电压行波。可见，电流反射系数与电幅值与波阻抗有关，如式(2)所示，(i和i分别代表压反射系数大小相等，符号相反。前向电流行波和反向电流行波)。(2)行波的折射=Z。if如图4所示，行波在A点发生折射时，折射系数Ub=Z。ib(2)可用折射波电压(电流)与人射波电压(电流)之比表线路的分布参数特性使得

7、线路中的能量传递或者线路上的扰动均以电压波、电流波的形式在线路中按示。行波电压的折射系数为：尸==，电一定的速度运动，故称之为线路中的行波。行波在无流的折射系数和电压的折射系数相同。损线路上的传播，从电磁场的观点看，就是行波在所到达的导线周围空间建立的电场和磁场的传播过程。单，，，，，，，，——√位长度获得的电场能和磁场能分别为L和(U2，-7i。表示一个前行波)，获得的总能量为二者之和。行zIA波的传播(包括它的折反射