500kV架空輸電線路故障行波測距綜合策略研究

張 宏,夏成軍（.廣東電網有限責任公司肇慶供電局,廣東 肇慶 56060;.華南理工大學電力學院,廣州 50640）

500kV架空輸電線路故障行波測距綜合策略研究

張 宏1,夏成軍2
（1.廣東電網有限責任公司肇慶供電局,廣東 肇慶 526060;2.華南理工大學電力學院,廣州 510640）

為實現500kV架空線路輸電故障的可靠準確測距，本文探討和評價了4種基于多尺度小波分析法的的故障行波測距算法，提出了500kV架空輸電線路故障行波測距綜合策略。

500kV線路；故障行波；小波分析；故障測距

0 引言

當500kV重要線路發生永久性接地故障時，可靠準確的故障點測距有利于盡速恢復電網正常運行。現有的故障行波測距方法各有特點，測距結果可靠性和精確度難以兼得[1]。因此，研究500kV架空輸電線路故障行波測距綜合策略具有極其重要的意義。

本文根據多尺度小波分析法的故障行波測距原理，結合現有故障測距算法優缺點，提出了500kV輸電線路故障行波測距綜合策略。

1 基于多尺度小波分析的行波測距原理

研究表明，500kV架空線路故障行波由故障點附加電源產生，在故障點和線路兩端母線之間來回折反射形成多個突變行波波頭。

通過Mallat算法，多尺度小波分析可以在不同尺度下檢測行波突變點，并準確反映故障行波波頭到達線路母線檢測端的相對時刻，從而利用各個行波到達線路端部的時間關系以及行波速度實現500kV線路的故障測距[2]。

2 現有線路故障行波測距算法評價

本文將介紹現有4種行波測距的測距原理，并對其優缺點進行綜合評價。

2.1 現有的故障行波測距算法

（1）D型雙端測距算法。該算法原理如下：假設故障初始行波到達線路兩端的GPS時間為t1和T1，V為行波傳播速度，則故障點到線路兩端距離D1和D2分別為[3]：

（2）A型單端測距算法。該算法的基本原理為[1]：設線路一端故障初始行波波頭采樣點為t1，故障點反射波的采樣點為t2，V為行波傳播速度，為兩個采樣點的時間間隙，則故障點到該檢測端的距離為：

（3）與波速無關單端測距算法。該算法主要思想如下[4]：假設故障初始行波、故障點反射行波和對端反射行波到達檢測端的采樣點分別為t1、t2和t3，則故障點位置計算式為：

（4）基于雙端反射波的新型測距算法。該算法測距原理如下：t1、T1為故障初始行波到達線路兩端時刻，t2、T3為對應故障點反射波到達線路兩端時間，則故障點到對應側母線的距離為[5]：

2.2 行波測距算法綜合評價

根據4種故障測距算法的原理，本文對其特點做出如表1所述的綜合評價。

3 線路故障行波測距綜合策略

針對現有線路故障測距方法的優缺點，本文提出500kV線路故障行波測距的綜合策略，大大提高了測距結果的可靠性和精確性，其測距流程如圖1所示，具體步驟如下：（1）在線路兩端安裝10MΗz的高速同步采樣裝置記錄線路兩端的故障電流行波數據和GPS時刻；（2）采用數學形態學方法濾除行波信號中大部分的噪聲信號；（3）采用多尺度小波分析技術檢測線路兩側故障行波信號行波突變點所對應采樣點序列或對應的GPS時刻；（4）采用基于VTL的行波識別方法識別故障點反射行波以及對端母線反射波；（5）根據行波識別結果并結合GPS的實際工作情況，采用對應的測距算法進行測距，選定可靠性和準確性均較高的測距結果作為故障測距結果。

表1 四種測距算法的綜合評價表

4 總結

本文著重介紹了4種基于多尺度小波分析實現500kV架空輸電線路故障行波測距的算法，并對算法的可靠性、精確性和適用性進行了綜合評價，最后，根據實際測距條件，提出了綜合故障行波測距策略，實現了線路故障點的精確測距。

圖1 500kV架空輸電線路行波測距綜合策略流程圖

[1]葛耀中.新型繼電保護和故障測距的原理和技術[M].西安:西安交通大學出版社,2007.

[2]何正友.小波分析在電力系統暫態信號處理中的應用[M].北京:中國電力出版社,2011.

[3]馬丹丹,王曉茹.基于小波模極大值的單端行波故障測距[J].電力系統保護與控制,2009,37(03):55-59.

張宏（1986-），男，廣東羅定人，碩士，主要從事：500kV變電站運行工作。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.145