信息化數字行波故障測距技術在500kV輸電線路中的應用

石文芳

摘要：本文以行波故障測距技術作為主題，探討它在500kV輸電線路中的應用問題。首先對現代行波故障測距的基本原理進行了概述性的介紹；主要對行波法進行了說明，并結合實例進行了深入分析，并以此為基礎，對比較了兩種測距方法的差異與優勢；希望通過本文初步論述可以引起更多的關注與更廣泛的交流，為該方面的理論研究工作、應用實踐工作提供一些有價值的信息，以供參考。

關鍵詞：行波故障測距技術 500kV輸電線路 應用

中圖分類號TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00

由于我國經濟的持續增長，與民生相關的基礎工程的不斷建設，以及向市場化的轉型等，都有力的推動了電力行業的巨大發展；另一方面，民眾基本的物質生活水平的滿足也使其對生活的需求得到了轉變，更加注重品質化的生活方式與生活形態，因而對于電力的實際需求也在不斷增長；加上我國電力升級改造工程的革新等，多種因素，共同造成了電力行業的欣欣向榮，然而由于季節、氣候、自然力以及人為因素等也會造成電力系統出現故障，因而提高對故障的檢修能力與水平，有助于為人民的安居樂業提供更好的保障。

1概述

行波故障測距技術于二十世紀中葉開始就得到了理論方面的深入研究，而且通過對時域、頻域間數模轉換、暫態數值計算等工作，對諸多與其相關的因素有了更為清晰的認知，并且通過理論與實踐經驗的總結，實現了對輸電線路的故障測距，有利的提升了檢查故障的速度；從特點方面看，行波測距法的投資較小、通道也較為可靠，而且數據的傳輸速度快，可以更安全的將問題解決。另外，通過主站的設置，能夠應用相關程序設置，對雙端故障測距后的數據進行快速交換，并傳輸到主站進行分析，真正可以達到足不出戶，就可以全程監控故障的目標。而且發現及時，有利的減少了故障檢查時間，為后期的維修工作提供了重要保證；而且節省了檢查成本，有利的提高了電力運行的安全可靠性。

2現代行波故障測距的基本原理

從現在的行波故障測距技術應用來看，主要集中于A型、D型、C型、E型四大類型方面，以下就以我國目前應用較多的A型、D型作為主要的探討對象，分析兩種不同的測距方法在500kV輸電線路中的具體應用。

首先，從單端A型測距原理方面來看，在輸電線路中，一旦發生故障，就是形成暫態行波故障點、母線間的來回反射，條件是在設備監控之下；具體來看，就是在母線設置測距裝置，并將電流互感器二次側的暫態行波信號接入，從而行波波頭脈沖從模擬高通濾波器中濾出；在實際的檢測中，母線阻抗通常比線路波的阻抗低，而于此前提下，母線、故障點之間就會生成電流行波的反射；因此，故障點、故障點反射的初始行波具備同極性；而且可以通過其中存在的時間差來進行故障距離的詳細計算。

若設測量端為S，波速為v，故障初始行波到達本端母線時間為TS1、故障點反射波到達本端母線時間為TS2，再設XL作為故障距離，Xr作為故障點距對端母線的距離，時間差為 ，則可以得到如下公式： ； 。因此，故障行波、第二個來自故障線路方向的行波波頭二者間的時間差，即是得到故障點位置的關鍵數值。A型行波測距原理圖如下圖1所示。

3兩種行波法的應用實例舉要

首先，以某地區500kV輸電線路作為對象，進行行波法測距應用；具體是通過對現有的生產MIS網，將500500kV輸電線路兩端與測距裝置進行連接；其次，分配固定IP，實現D型雙端測距任務，評估安全可靠性能。經過MIS網的設置，就可以構建起一個更龐大的測距網絡，具體模式如下圖3所示。

其次，以某地的掉閘作為故障對象，以B相為標記，因當地受到局部颶風襲擊，監測風速為30.5m/s，然后設置A型故障測距相關裝置，而實際的距離則為28.006km，故障點則為該地的X號塔B相，通過采用這種方法測距，結果對故障初始行波以及由故障點反射回來的行波運用上面的A型中的公式進行計算，得出的距離與實際距離誤差在300m范圍以內；而利用D型測距方法后，誤差僅為14.8m，可見后一種方法比前一種方法更為精準，而且在測速上要快得多。

為了得到更為精確的比較，還以另一地的雷雨天氣下的跳閘故障進行了具體的測定；因該地在夏季多雷雨，因而往往會導致跳閘現象發生，因而采用了兩種行波測距法對其進行了應用測試，結果在標記故障為B相測距中，以行波A型法進行結果測得的距離為64km，而實際距離為114.5km，而應用D型故障測距法測得的離故障點距離與實際距離僅差12m。

4兩種行波法的比較分析

首先，從上面的實例舉要與分析可以看出，A型測距法相對于D型行波測距法，較為簡單，需要設置的裝置也較少，而且不會因過渡電阻、過渡電阻對端負荷阻抗而受到影響；理論上的討論結果認為它能夠達到一定事實上的精度要求，然而在信號采樣、行波到達時間的確定方面，則需要更高的標準與嚴格要求。

其次，在D型行波測距不過完中，主要是以故障發生后的第一個行波波頭信號為主，利用通信通道完成測量任務。因而它的優勢在于不受故障點透射波的影響；與A型行波測距法相比，這個方法更準確，且對于時間的確定更為明確化；但相對而言，它的裝置自然要求更多、設備技術要求更高，比如對于高精度GPS技術的需求就非常關鍵。

第三，按照理論上的理解，這種行波測距方法在可靠性、精準度上已經得到了證實，而且應用于實踐中，也確實得到了印證；但是以目前的發展與應用情況來看，對線路類型、故障電阻、故障電阻的兩側系統的研究還需要加強；尤其是在小波理論與全球定位系統的應用方面，有很大的可創新空間，值得進一步去嘗試。隨著對這些因素的研究與應用分析，相信在不久的未來，測距效率會更高，數據的同步過程會更短，從而真正實現智能一體化的故障監測技術，為電力行業的安全有效運行提供保障。

5加強信息技術應用，提高檢測水平

隨著以計算機為基礎，互聯網作為支撐的信息技術的發展及普遍應用，各行各業也得到了顯著發展，在電網改造工程與項目中，也對其有了有效的應用，比如，在電網建設及輸電線路方面的監測系統，各地電網之間的聯動系統等，都對其有了很好的應用，而且是通過將信息技術、全球定位系統、地理信息系統、遙感技術等聯系起來，對其進行了綜合利用，以目前的發展狀態或情況來看，效果驚人。但是從另一方面看，我國電網的故障檢測方面，對于信息技術的應用還處于初步發展階段，需要積極對其進行研究與研發，比如，對于測距方面的相關軟件的開發、對技術人員的培訓、對于國外先進理論與技術經驗的吸收或者進行一些局部范圍的合作等等，這些都是促進我國在行波故障測距技術方面提高檢測速度與整體聯動以及網絡化、有效化發展的有利方法。

6結語

總之，在新的時代就要堅持與時俱進、因時制宜；隨著信息技術的發展與普遍應用，以及定位系統、地理信息系統等多種技術的綜合應用，也極大的推動了電力行業向著自動化、智能化的方向不斷發展；從近年來我國電力系統的故障檢修技術與維修時間來看，有了極大的提高，這些有力的措施，離不開對故障的測定技術，更離不開智能化、自動化的發展路線，因此，應該繼續增加對行波故障測距技術的研究與應用，提升我國電力行業發展的總體水平，為構建社會主義和諧社會提供更為充足的動力。

參考文獻

[1]季濤，孫同景，徐丙垠等.配電混合線路雙端行波故障測距技術[J].中國電機工程學報，2014（12）.

[2] 張天吾.輸電線路行波故障測距技術在構皮灘水電站的應用[J].貴州水力發電，2014（2）.