行波故障测距浅谈和配置建议

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1、行波故障测距浅谈和配置建议　　【摘要】：本文介绍了行波故障测距的概念和原理，对两种典型的行波测距方法――单端行波测距法和双端行波测距法的优缺点进行分析，并结合不同电压等级的输电线路，提出了符合对应电网要求的配置建议。【关键词】：故障测距行波XC-21输电线路中图分类号：TM421文献标识码：A引言对220kV及以上电压等级的电网，当线路发生故障后，必须进行寻线，以寻找故障点，根据故障造成的损坏程度判断线路能否继续运行还是须停电检修。高压输电线路故障的准确定位，能够缩短故障修复时间，提高供电可靠性，减少停电损失。对于占绝大多数的能够重合成功的瞬时性故障来说，准确地测出故

2、障点位置，可以区分是雷电过电压造成的故障，还是由于线路绝缘子老化、线路下树枝摆动造成的故障等，从而及时发现事故隐患，采取有针对性的措施，避免事故再次发生。因此，线路故障后快速寻找故障点就成为保证电网安全稳定运行的一项重要技术，输电线路精确故障定位具有重要意义。7行波测距是利用高频故障暂态电流、电压的行波来间接判定故障位置，包括单端行波测距法和双端行波测距法。由于其有着较高的精度和准确率，基于行波原理的测距装置已得到较为广泛的应用，其推广和应用对输电线路运行的安全性、经济性和可靠性具有重大意义。本文介绍了行波故障测距的概念和原理，比较了两种典型的行波测距的方法，根据其特

3、点提出了配置建议。1行波故障测距原理1.1行波的基本概念线路上任一点电压、电流值实际上是许多个向两个不同的方向传播的电压、电流波值的代数和。这些电压、电流波以一定的速度运动，因此称为行波。运动方向与规定方向一致的行波，为正向行波，而把运动方向与规定方向相反的行波为反向行波。规定由母线指向线路的方向为正向，则由母线向线路运动的行波叫做正向行波（V+、I+），而由线路向母线运动的行波叫做反向行波（V-、I-）。输电线路故障时，相当于在故障点加上了与该点故障前电压大小相等，方向相反的虚拟电源。这个虚拟电源产生向线路两端运行的电压、电流行波，经过多次反射、衰减，进入一个新的稳

4、态。7行波从线路一端传到另一端需要一定的时间，线路长度与传播时间之比，称为波速度V。线路中波速度只与线路周围的介质性质有关，而与导体芯线的材料与截面积无关。输电线路的波速度即电磁波在空气中的传播速度，接近光速，为光速的98-99%，实际应用中一般取为光速的99%。1.2单端电气量行波测距原理单端行波原理利用线路故障后在线路一端(本端)测量点提取的第1个行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算本端测量点到故障点之间的距离。在被监视线路发生故障时，故障产生的电流行波会在故障点及母线之间来回反射。装设于母线处的行波测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态电流行波信号，使用模拟

5、高通滤波器滤出行波波头脉冲，根据到达母线的故障初始行波脉冲S1与由故障点反射回来的行波脉冲S2之间的时间差Δt来实现故障测距，找出故障点。设波速度为v，故障初始行波以及由故障点反射波到达母线的时间分别为Ts1、Ts2，则故障距离XL为：XL=(v﹒Δt)/2=v(Ts2-Ts1)/2（1）在相间故障存在较大的过渡电阻以及单相接地故障时，对端反射波在故障点有较大的透射，当故障点在线路中点以内时，来自故障线路方向的第二个行波波头是故障点反射波，根据它与故障初始行波的时间差Δt，利用公式（1）来实现测距。当故障点在线路中点以外时，来自线路方向的第二个行波波头是来自故障线路对

6、端的反射波，根据它与故障初始行波的时间差Δt′，可以计算出故障点距对端的距离为7XR=(v﹒Δt′)/2=v(Ts2-Ts1)/2(2)由此可见，测出故障行波与第二个来自故障线路方向的行波波头之间的时间差，即可找出故障点的位置。1.3双端端电气量行波测距原理双端行波原理利用线路内部故障产生的初始行波浪涌到达线路两端测量点时的绝对时间之差值，计算故障点到两端测量点之间的距离。设故障初始行波波头到达两侧母线的时间分别为TS和TR，装于线路两端测距装置记录下行波波头到达两侧母线的时间，则故障距离可由下式来算出：XS=[(TS-TR)﹒v+L]/2(3)XR=[(TR-TS)

7、﹒v+L]/2(4)两端测距法由于只使用初始行波波头分量，不需要考虑后续的反射与透射行波，原理简单，测距结果可靠。但是两端测距的实现要在线路两端装设测距装置及时间同步装置，并且两侧要进行通信交换记录到的故障初始行波到达的时间信息后才能测出故障距离来。如不具备自动通信条件，可借用电话联系，人工交换记录到的故障初始行波到达的时间，利用（3）、（4）式来计算故障距离。2两种测距方法对比2.1单端行波测距法的优点7单端行波测距法较双端行波测距法的成本降低一半以上，可以不需要全球定位系统（GPS）及两端数据通信等，测距结果的实时性高。如果准确判断出故障点反射或