行波測距簡介
行波測距法主要有以下幾種方式:A型行波測距,
B型行波測距,C型行波測距.C型行波測距利用
在故障發生後線上路始端注入脈衝信號,根據脈衝
信號由檢測裝置到故障點往返時間進行測距.
輸電線路行波故障測距原理:
選用最具魯棒性的單端阻抗算法確定故障發生區段,然後再利用精確的基於小波變換的電流行波法得出故障距離。
性質
魯棒性是指:在有擾動和未建立系統動力學特性的條件下,系統保持穩定性和其他性能的能力。單端阻抗故障定位算法由於其自身的詬病,深受系統運行方式、系統功率角、過渡電阻、CT飽和以及線路長度等諸多因素的影響。研究表明:測量阻抗法是所有阻抗算法中最魯棒的故障測距算法。
輸電線路故障後,在故障點附加電源的作用下,線路上將出現接近於光速傳播的電壓和電流行波。根據初始波到達檢測母線的時間和來自於故障點反射波到達檢測母線的時間差可以構成單端行波故障定位。設線路全長為L,故障點距定位裝置安裝點(母線)的距離為 x,波速為 v,兩個波頭到達母線的時間分別為tm1和 tm2,其時間差為△ t,則故障距離 x可由下式得出:
x ==v ⋅ Δtv ⋅ (t − t )
m1 m2
由具有魯棒性的阻抗測距算法給出故障發生的範圍,誤差不超過線路全長的10%,然後由行波測距法進行精確故障定位,絕對誤差小於1公里。
行波法原理
利用行波在故障點和測量點之間傳播的時間差來測量故障距離
行波法優點
行波法不受故障點過渡電阻、線路結構等因素的影響,測距精度高,適用範圍廣。
最早提出的電壓行波測距法原理上有缺陷,且沒有解決好行波信號的測量、超高速記錄、分析等問題。直到二十世紀九十年代,行波測距技術一直沒有獲得實際的推廣套用。
方法分類
按原理分為
阻抗法:通過測量阻抗來計算故障距離。
行波法:通過測量電壓、電流行波線上路上傳播的時
間,計算故障距離。
按使用的故障量分為:
單端法:僅僅利用線路一端的電壓和/或電流。
雙端法:使用線路兩端或多端的電壓和/或電流。
故障測距的作用:
縮短故障修復時間,提高供電可靠性,減少停電損失。
減輕人工巡線工作量。
發現造成線路瞬時故障的絕緣薄弱點、線路走廊下的樹支等事故隱患,及時處理,防止故障的再一次發生。
行波法的發展
1948年提出;50年代末期出現了三種行波測距儀:
A型
:利用故障點產生的電壓行波在故障點與變電站母線往返一次的時間差測距。
B型:
藉助於通道,分別記錄下由故障點所產生的行波到達兩側母線的時間實現故障測距。
C型:
線上路首端注入高壓脈衝,測量反射波時間測量故障距離。
發展歷史
國內在60年代末70年代初期,西安交通大學和西北電力中試所聯合研製了C型測距儀。
1990年山西省電力公司和西安交通大學於簽署了聯合研製現代數字式行波測距儀的合作研究協定。
1995年, 英國CSD公司F. Gale博士開始了類似的工作,也研製出產品。
2000年中國電科院於也研製出利用電壓行波的故障測距裝置。
2007年,清華大學電機系研發,北京衡天北斗科技製造的行波測距裝置投入運行。
2011年,山大電力研製出利用電流行波測距的裝置投入運行。
套用成果
HPR-7003輸電線路行波故障測距裝置是根據中華人民共和國電力部的有關規定及繼電保護裝置的標準,由清華大學電機系研製成功的新產品,已獲得國家發明專利。