500kV架空輸電線路故障行波測距綜合策略研究

張宏+夏成軍

摘 要：為實現(xiàn)500kV架空線路輸電故障的可靠準(zhǔn)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。

關(guān)鍵詞：500kV線路;故障行波;小波分析;故障測距

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

0 引言

當(dāng)500kV重要線路發(fā)生永久性接地故障時，可靠準(zhǔn)確的故障點測距有利于盡速恢復(fù)電網(wǎng)正常運行。現(xiàn)有的故障行波測距方法各有特點，測距結(jié)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(jù)多尺度小波分析法的故障行波測距原理，結(jié)合現(xiàn)有故障測距算法優(yōu)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(chǎn)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(zhǔn)確反映故障行波波頭到達(dá)線路母線檢測端的相對時刻，從而利用各個行波到達(dá)線路端部的時間關(guān)系以及行波速度實現(xiàn)500kV線路的故障測距[2]。

2 現(xiàn)有線路故障行波測距算法評價

本文將介紹現(xiàn)有4種行波測距的測距原理，并對其優(yōu)缺點進(jìn)行綜合評價。

2.1 現(xiàn)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(shè)故障初始行波到達(dá)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]：

（1）

（2）A型單端測距算法。該算法的基本原理為[1]：設(shè)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：

（2）

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

（3）

（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(dá)線路兩端時刻，t2、T3為對應(yīng)故障點反射波到達(dá)線路兩端時間，則故障點到對應(yīng)側(cè)母線的距離為[5]：

（4）

2.2 行波測距算法綜合評價

根據(jù)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(xiàn)有線路故障測距方法的優(yōu)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(jié)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10MHz的高速同步采樣裝置記錄線路兩端的故障電流行波數(shù)據(jù)和GPS時刻;（2）采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)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(shù)檢測線路兩側(cè)故障行波信號行波突變點所對應(yīng)采樣點序列或?qū)?yīng)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(jù)行波識別結(jié)果并結(jié)合GPS的實際工作情況，采用對應(yīng)的測距算法進(jìn)行測距，選定可靠性和準(zhǔn)確性均較高的測距結(jié)果作為故障測距結(jié)果。

4 總結(jié)

本文著重介紹了4種基于多尺度小波分析實現(xiàn)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(jìn)行了綜合評價，最后，根據(jù)實際測距條件，提出了綜合故障行波測距策略，實現(xiàn)了線路故障點的精確測距。

參考文獻(xiàn)：

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[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(tǒng)保護與控制，2009，37（03）：55-59.

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