基于行波技术的电力线路在线故障测距

1、基于行波技术的电力线路基于行波技术的电力线路在线故障测距在线故障测距 整理ppt1内内 容容n电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况n电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念n电力线路暂态行波的产生机理电力线路暂态行波的产生机理n现代行波故障测距基本原理现代行波故障测距基本原理n现代行波故障测距关键技术现代行波故障测距关键技术nXC系列行波故障测距系统及其典型应用系列行波故障测距系统及其典型应用n现代行波故障测距组网方案现代行波故障测距组网方案n新一代行波故障分析主站（新一代行波故障分析主站（TAS2200） 整理ppt21. 电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术

2、发展概况（1）早期行波故障测距技术）早期行波故障测距技术l20世纪（世纪（5060）年代）年代l基本原理基本原理 利用电压行波在故障点与母线之间的传播时间计算故障距离。利用电压行波在故障点与母线之间的传播时间计算故障距离。l实现方法实现方法 利用电子计数器或者阴极射线示波器测量暂态行波的到达时刻利用电子计数器或者阴极射线示波器测量暂态行波的到达时刻和传播时间。分为和传播时间。分为A、B、C、D等等4种基本型式。种基本型式。l存在问题存在问题 1）对行波现象的认识不充分；）对行波现象的认识不充分； 2）采用专用高频信号耦合设备，价格昂贵；）采用专用高频信号耦合设备，价格昂贵； 3）信号记录与处理

3、手段有限；）信号记录与处理手段有限； 4）装置构成复杂，可靠性差。）装置构成复杂，可靠性差。整理ppt3（2）利用工频相量的故障测距技术）利用工频相量的故障测距技术l20世纪世纪70年代年代l基本原理基本原理 利用测量点电压和电流之间的相量关系估利用测量点电压和电流之间的相量关系估算故障距离，具体分为单端相量法和双端相量算故障距离，具体分为单端相量法和双端相量法两大类。法两大类。l应用：应用：微机保护装置、故障录波装置微机保护装置、故障录波装置。1. 电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况整理ppt4（2）利用工频相量的故障测距技术）利用工频相量的故障测距技术l存在问题：存在

4、问题：1）受过渡电阻（单端法）、非周期分量、互感）受过渡电阻（单端法）、非周期分量、互感器变换误差、三相不对称等因素的影响，测距器变换误差、三相不对称等因素的影响，测距误差较大；误差较大；2）不适合直流线路、串补线路、）不适合直流线路、串补线路、T接线路、架接线路、架空线电缆混合线路等特殊线路。空线电缆混合线路等特殊线路。1. 电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况整理ppt51. 电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况（3）现代行波故障测距技术）现代行波故障测距技术l20世纪世纪80年代年代，采用现代微电子技术、现代数字信号处理技术和现代通信技，采用现代微

5、电子技术、现代数字信号处理技术和现代通信技术测量暂态行波的到达时刻和传播时间。术测量暂态行波的到达时刻和传播时间。l经历了三个发展阶段。经历了三个发展阶段。 1） 20世纪世纪80年代：年代：理论研究理论研究。提出基于。提出基于A型原理的行波相关法、求导数法（行波型原理的行波相关法、求导数法（行波距离保护）。距离保护）。 2） 20世纪世纪90年代：年代：应用研究应用研究。装置研制和小批量推广应用。实现了。装置研制和小批量推广应用。实现了A、D、E型原型原理，并提出匹配滤波器、第理，并提出匹配滤波器、第2个反向行波浪涌识别、最大似然估计和小波变换模个反向行波浪涌识别、最大似然估计和小波变换模极

6、大值等测距算法。极大值等测距算法。 3）2000年年：大批量推广应用大批量推广应用。 实现了实现了A、D、F、E型原理；型原理； 提出了测距式行波距离保护原理，从而将提出了测距式行波距离保护原理，从而将A型行波测距与超高速继电保护融为型行波测距与超高速继电保护融为一体。一体。 行波测距系统组网行波测距系统组网整理ppt61. 电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况（3）现代行波故障测距技术）现代行波故障测距技术l几种典型的现代行波故障测距系统几种典型的现代行波故障测距系统 Hathaway行波测距系统行波测距系统。电流耦合方式，。电流耦合方式，1992年投运，年投运，A 、D

7、、E三种原理。三种原理。 B. C. Hydro行波测距系统行波测距系统。电压耦合方式，。电压耦合方式，1993年投运。年投运。D型型原理，无波形记录功能。原理，无波形记录功能。 山东科汇行波测距系统山东科汇行波测距系统。电流耦合方式，。电流耦合方式，1995年投运年投运XC-11，A、D、E三种原理。三种原理。2000年投运年投运XC-2000，A 、D、F、E四种原理。四种原理。 中国电科院行波测距系统中国电科院行波测距系统。电流耦合方式，。电流耦合方式，2000年投运，年投运，D型型原理。原理。整理ppt71. 电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况（3）现代行波故障测

8、距技术）现代行波故障测距技术l山东科汇公司行波测距装置经历了三代。山东科汇公司行波测距装置经历了三代。第第1代：代：1995整理ppt81. 电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况（3）现代行波故障测距技术）现代行波故障测距技术l山东科汇公司行波测距装置经历了三代。山东科汇公司行波测距装置经历了三代。第第2代：代：2000整理ppt91. 电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况（3）现代行波故障测距技术）现代行波故障测距技术l山东科汇公司行波测距装置经历了三代。山东科汇公司行波测距装置经历了三代。第第3代：代：20081）不间断采集；）不间断采集；2）参数在

9、线设置：）参数在线设置： 采样频率采样频率 采样时间长度采样时间长度 采样通道数采样通道数 触发方式触发方式整理ppt10内内 容容n电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况n电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念n电力线路暂态行波的产生机理电力线路暂态行波的产生机理n现代行波故障测距基本原理现代行波故障测距基本原理n现代行波故障测距关键技术现代行波故障测距关键技术nXC系列行波故障测距系统及其典型应用系列行波故障测距系统及其典型应用n现代行波故障测距组网方案现代行波故障测距组网方案n新一代行波故障分析主站（新一代行波故障分析主站（TAS2200） 整理ppt112. 电力线

10、路行波基本概念电力线路行波基本概念l波在介质中传播时不断向前推进，故称行波。波在介质中传播时不断向前推进，故称行波。 l电力线路上的电力线路上的行波行波是指沿线路传播的电压、电流波。沿参考方向是指沿线路传播的电压、电流波。沿参考方向传播的行波称为正向行波（或前行波），沿参考方向的相反方向传播的行波称为正向行波（或前行波），沿参考方向的相反方向传播的行波称为反向行波（反行波）。行波分为稳态行波和暂态传播的行波称为反向行波（反行波）。行波分为稳态行波和暂态行波。行波。l稳态行波稳态行波是指系统正常运行时沿线路传播的行波，它是由系统的是指系统正常运行时沿线路传播的行波，它是由系统的电源产生的。电能的

11、传输和交换是通过稳态行波的传播来实现的。电源产生的。电能的传输和交换是通过稳态行波的传播来实现的。l暂态行波暂态行波是指系统运行过程中突然出现，而后又逐渐消失的行波，是指系统运行过程中突然出现，而后又逐渐消失的行波，它是由系统的扰动，如短路、断线、开关操作、雷击及雷电感应它是由系统的扰动，如短路、断线、开关操作、雷击及雷电感应等引起的。等引起的。l为了分析电力线路行波现象，必须采用为了分析电力线路行波现象，必须采用分布参数分布参数模型。模型。整理ppt122. 电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念l分布参数概念分布参数概念 线路长度远远小于线路上电信号的波长：线路长度远远小于线路上电信号的

12、波长： 特征：线路电压（电流）不仅随时间变化，而且随距特征：线路电压（电流）不仅随时间变化，而且随距离变化，离变化，即即fvvTl ,),( , ),(txiitxuu整理ppt132. 电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念L0，R0，C0和和G0分别表示导线单位长度上的电感、电阻、对地电容和电导。分别表示导线单位长度上的电感、电阻、对地电容和电导。当不计当不计R0和和G0的影响时，称为无损导线。的影响时，称为无损导线。整理ppt142. 电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念l线路上任一点的电压和电流都由两部分构成，即正向线路上任一点的电压和电流都由两部分构成，即正向行波分量和反向行波

13、分量。行波分量和反向行波分量。),(),(),(),(),(),(txitxutxitxutxutxuccZtxutxiZtxutxi),(),(),(),(整理ppt152. 电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念l线路上任一点的正向电压行波分量和反向电压线路上任一点的正向电压行波分量和反向电压行波分量可以表示为：行波分量可以表示为：),(),(21),(),(),(21),(xtiZxtuxtuxtiZxtuxtucc整理ppt162. 电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念l行波具有运动属性行波具有运动属性vvxtvx),( xtu),(tvxttutvx整理ppt172. 电力线路

14、行波基本概念电力线路行波基本概念l行波具有运动属性行波具有运动属性)0 ,(tu线路首端和末端的前行波波形图线路首端和末端的前行波波形图0t)(tu),( LtuvL整理ppt182. 电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念l 行波浪涌到达线路上波阻抗不连续点（如母行波浪涌到达线路上波阻抗不连续点（如母线、故障点等）时将同时产生线、故障点等）时将同时产生反射反射和和透射透射现象，现象，相应反射波和透射波的性质与该点的网络结构相应反射波和透射波的性质与该点的网络结构有关。有关。 整理ppt192. 电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念l行波传播过程可以利用行波网格图来描述。行波传播过程可以

15、利用行波网格图来描述。整理ppt202. 电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念l三相线路各相之间存在着电磁耦合，每一相的行波传三相线路各相之间存在着电磁耦合，每一相的行波传播过程是不独立的。一般通过相模变换将三相行波分播过程是不独立的。一般通过相模变换将三相行波分解为解为线模线模和和地模地模（零模）两种独立的行波模量来分析。（零模）两种独立的行波模量来分析。 (a) 0模分量模分量 (b)1 模分量模分量 (c)2 模分量模分量 整理ppt212. 电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念l地模行波分量在传播过程中将发生严重的衰减地模行波分量在传播过程中将发生严重的衰减和畸变，其传播速度也

16、不稳定和畸变，其传播速度也不稳定l线模行波分量在传播过程中的衰减和畸变程度线模行波分量在传播过程中的衰减和畸变程度较小，其传播速度也比较稳定。较小，其传播速度也比较稳定。整理ppt22内内 容容n电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况n电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念n电力线路暂态行波的产生机理电力线路暂态行波的产生机理n现代行波故障测距基本原理现代行波故障测距基本原理n现代行波故障测距关键技术现代行波故障测距关键技术nXC系列行波故障测距系统及其典型应用系列行波故障测距系统及其典型应用n现代行波故障测距组网方案现代行波故障测距组网方案n新一代行波故障分析主站（新一代

17、行波故障分析主站（TAS2200） 整理ppt233. 电力线路暂态行波的产生机理电力线路暂态行波的产生机理故障暂态行波的产生故障暂态行波的产生(a) 故障等效网络故障等效网络 (b) 正常负荷网络正常负荷网络 (c) 故障附加网络故障附加网络整理ppt243. 电力线路暂态行波的产生机理电力线路暂态行波的产生机理故障分闸暂态行波的产生故障分闸暂态行波的产生整理ppt253. 电力线路暂态行波的产生机理电力线路暂态行波的产生机理重合闸暂态行波的产生重合闸暂态行波的产生整理ppt26内内 容容n电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况n电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念n电

18、力线路暂态行波的产生机理电力线路暂态行波的产生机理n现代行波故障测距基本原理现代行波故障测距基本原理n现代行波故障测距关键技术现代行波故障测距关键技术nXC系列行波故障测距系统及其典型应用系列行波故障测距系统及其典型应用n现代行波故障测距组网方案现代行波故障测距组网方案n新一代行波故障分析主站（新一代行波故障分析主站（TAS2200） 整理ppt274. 现代行波故障测距基本原理现代行波故障测距基本原理l利用利用故障故障暂态行波的测距原理（暂态行波的测距原理（D D型、型、A A型）型）l利用利用故障分闸故障分闸暂态行波的测距原理（暂态行波的测距原理（F F型）型）l利用利用重合闸重合闸暂态行

19、波的测距原理（暂态行波的测距原理（E E型）型）l各种行波测距原理的配合应用各种行波测距原理的配合应用整理ppt284.1 利用故障暂态行波的测距原理利用故障暂态行波的测距原理l故障暂态行波的传播过程故障暂态行波的传播过程整理ppt294.1.1 D型双端行波原理型双端行波原理l 原理分析原理分析整理ppt304.1.1 D型双端行波原理型双端行波原理l原理分析原理分析l评价评价 （1）准确性）准确性 能否获得准确的线路长度、波速度和故障初始行波浪涌到能否获得准确的线路长度、波速度和故障初始行波浪涌到达时刻，将直接影响测距准确性。达时刻，将直接影响测距准确性。 故障初始行波浪涌的到达时刻就是其

20、波头起始点所对应的时故障初始行波浪涌的到达时刻就是其波头起始点所对应的时刻，该时刻的测量误差取决于采样频率和授时系统的时间误差。刻，该时刻的测量误差取决于采样频率和授时系统的时间误差。现代行波故障测距系统的采样频率一般为现代行波故障测距系统的采样频率一般为1 MHz，且广泛采用全，且广泛采用全球定位系统（球定位系统（GPS）作为授时系统，其标称误差一般不超过）作为授时系统，其标称误差一般不超过1 s。 整理ppt314.1.1 D型双端行波原理型双端行波原理l原理分析原理分析l评价评价 （1）准确性）准确性 （2）可靠性）可靠性 由于不需要检测来自故障点和系统中其它波阻抗不连续点的由于不需要检

21、测来自故障点和系统中其它波阻抗不连续点的反射波，并且能够自动给出故障测距结果，因而具有很高的自动反射波，并且能够自动给出故障测距结果，因而具有很高的自动测距可靠性。测距可靠性。 D型行波故障型行波故障测距原理受卫星对时系统运行可靠性的影响很测距原理受卫星对时系统运行可靠性的影响很大。大。整理ppt324.1.2 A型单端行波原理型单端行波原理l标准模式标准模式整理ppt334.1.2 A型单端行波原理型单端行波原理l扩展模式扩展模式整理ppt344.1.2 A型单端行波原理型单端行波原理l综合模式综合模式 利用线路故障时在测量端感受到的第利用线路故障时在测量端感受到的第1个个正向行波浪涌与第正

22、向行波浪涌与第2个反向行波浪涌之间的时个反向行波浪涌之间的时延计算本端测量点或对端母线到故障点之间的延计算本端测量点或对端母线到故障点之间的距离。距离。整理ppt354.1.2 A型单端行波原理型单端行波原理l实例分析实例分析故障点反射波（1）线路中点以内故障）线路中点以内故障整理ppt364.1.2 A型单端行波原理型单端行波原理l实例分析实例分析（2）线路中点以外故障）线路中点以外故障整理ppt374.1.2 A型单端行波原理型单端行波原理l评价评价 （1）准确性）准确性 能否获得准确的波速度和行波传播时间，将直接影响测距准能否获得准确的波速度和行波传播时间，将直接影响测距准确性。确性。

23、两个行波浪涌之间的时间延迟定义为二者波头起始点之间的两个行波浪涌之间的时间延迟定义为二者波头起始点之间的时间间隔。该时间间隔的测量误差取决于采样频率，即采样频率时间间隔。该时间间隔的测量误差取决于采样频率，即采样频率越高，测量误差越小。越高，测量误差越小。 由于由于A型单端行波原理不受线路长度和授时系统时间误差的型单端行波原理不受线路长度和授时系统时间误差的影响，因而影响，因而能够提供比能够提供比D型双端行波原理更为准确的测距结果型双端行波原理更为准确的测距结果。 整理ppt384.1.2 A型单端行波原理型单端行波原理l评价评价 （1）准确性）准确性 （2）可靠性）可靠性 主要表现在三个方面

24、：主要表现在三个方面： 区内故障时故障点反射波和对端母线反射波的识别区内故障时故障点反射波和对端母线反射波的识别 来自正方向区外故障产生的行波信号的识别来自正方向区外故障产生的行波信号的识别 来自正方向的行波信号与干扰信号的识别来自正方向的行波信号与干扰信号的识别 由于行波在传播过程中其波形会发生衰减和畸变，已经提由于行波在传播过程中其波形会发生衰减和畸变，已经提出的各种单端行波测距算法难以自动给出正确的测距结果。出的各种单端行波测距算法难以自动给出正确的测距结果。整理ppt394.2 利用故障分闸暂态行波的测距原理利用故障分闸暂态行波的测距原理l F型标准模式型标准模式整理ppt404.2

25、利用故障分闸暂态行波的测距原理利用故障分闸暂态行波的测距原理l F型扩展模式型扩展模式1整理ppt414.2 利用故障分闸暂态行波的测距原理利用故障分闸暂态行波的测距原理l F型扩展模式型扩展模式2整理ppt424.2 利用故障分闸暂态行波的测距原理利用故障分闸暂态行波的测距原理lF型综合模式型综合模式 利用在线路测量端感受到的由任一端分利用在线路测量端感受到的由任一端分闸初始行波浪涌产生的第闸初始行波浪涌产生的第1个正向行波浪涌与个正向行波浪涌与之后最先到来的反向行波浪涌之间的时延计算之后最先到来的反向行波浪涌之间的时延计算本端测量点或对端母线到故障点之间的距离。本端测量点或对端母线到故障点

26、之间的距离。整理ppt434.3 利用重合闸暂态行波的测距原理利用重合闸暂态行波的测距原理l E型标准模式型标准模式整理ppt444.3 利用重合闸暂态行波的测距原理利用重合闸暂态行波的测距原理l E型扩展模式型扩展模式1整理ppt454.3 利用重合闸暂态行波的测距原理利用重合闸暂态行波的测距原理l E型扩展模式型扩展模式2整理ppt464.3 利用重合闸暂态行波的测距原理利用重合闸暂态行波的测距原理lE型综合模式型综合模式 利用在线路测量端感受到的由任一端重合利用在线路测量端感受到的由任一端重合闸初始行波浪涌产生的第闸初始行波浪涌产生的第1个正向行波浪涌与个正向行波浪涌与之后最先到来的反向

27、行波浪涌之间的时延计算之后最先到来的反向行波浪涌之间的时延计算本端测量点或对端母线到故障点之间的距离。本端测量点或对端母线到故障点之间的距离。整理ppt474.4 各种行波测距原理的配合应用各种行波测距原理的配合应用lD型和型和A型行波原理的优化组合型行波原理的优化组合lF型和型和A型行波原理的配合型行波原理的配合lE型和型和A型行波原理的配合型行波原理的配合lF型和型和E型行波原理的配合型行波原理的配合 整理ppt484.4.1 D型和型和A型行波原理的优化组合型行波原理的优化组合lD型行波原理能够在线自动给出测距结果，但其可靠性和准确性型行波原理能够在线自动给出测距结果，但其可靠性和准确性

28、受给定线路长度和授时系统的影响。当给定线路长度存在较大误受给定线路长度和授时系统的影响。当给定线路长度存在较大误差或者授时系统工作不正常时，差或者授时系统工作不正常时，D型行波测距结果是不可信的。型行波测距结果是不可信的。lA型单端行波原理尽管具有更高的准确性，但由于测距算法不成型单端行波原理尽管具有更高的准确性，但由于测距算法不成熟而难以自动给出正确的测距结果。一般情况下，借助专门的行熟而难以自动给出正确的测距结果。一般情况下，借助专门的行波分析软件，通过人工波形分析可以方便地获得准确的波分析软件，通过人工波形分析可以方便地获得准确的A型单端型单端行波测距结果。行波测距结果。l可见，如果将可

29、见，如果将D型双端和型双端和A型单端行波测距原理配合使用，利用型单端行波测距原理配合使用，利用A型测距原理（作为辅助原理）对型测距原理（作为辅助原理）对D型测距原理给出的测距结果型测距原理给出的测距结果进行验证和校正，可以进一步提高行波测距的可靠性和准确性，进行验证和校正，可以进一步提高行波测距的可靠性和准确性，这就是这就是基于行波原理的优化组合测距基于行波原理的优化组合测距思想。思想。整理ppt494.4.1 D型和型和A型行波原理的优化组合型行波原理的优化组合l优化组合行波测距的实施步骤：优化组合行波测距的实施步骤： （1）初测）初测 利用利用D型双端行波原理初步测量故障点位置。如果被监视

30、线型双端行波原理初步测量故障点位置。如果被监视线路两端行波测距装置之间具备通信条件，当线路发生故障后，两路两端行波测距装置之间具备通信条件，当线路发生故障后，两端测距装置将自动调取对方的故障启动报告，并自动给出端测距装置将自动调取对方的故障启动报告，并自动给出D型行型行波测距结果。波测距结果。 也可以通过行波分析主站自动或人工调取故障线路两端行也可以通过行波分析主站自动或人工调取故障线路两端行波测距装置的故障启动报告，进而自动给出波测距装置的故障启动报告，进而自动给出D型行波测距结果。型行波测距结果。 如果不具备通信条件或者通信临时中断，可以在线路故障如果不具备通信条件或者通信临时中断，可以在

31、线路故障后由线路一端所在变电所通过人工拨打电话的方式询问线路对端后由线路一端所在变电所通过人工拨打电话的方式询问线路对端行波测距装置记录到的故障初始行波浪涌到达时间，进而根据有行波测距装置记录到的故障初始行波浪涌到达时间，进而根据有关公式计算出故障距离关公式计算出故障距离。整理ppt504.4.1 D型和型和A型行波原理的优化组合型行波原理的优化组合l优化组合行波测距的实施步骤：优化组合行波测距的实施步骤： （1）初测）初测 （2）验证和校正）验证和校正 以初测获得的双端行波测距结果为参考，借助于专用的离线行波波形分析软件，通过以初测获得的双端行波测距结果为参考，借助于专用的离线行波波形分析软

32、件，通过人工和计算机辅助分析本端记录到的故障暂态波形，并根据人工和计算机辅助分析本端记录到的故障暂态波形，并根据A型单端行波原理验证在允许的型单端行波原理验证在允许的误差范围内（一般不超过误差范围内（一般不超过1 km）是否存在由故障点反射波（或对端母线反射波）引起的）是否存在由故障点反射波（或对端母线反射波）引起的暂态分量。暂态分量。 如果在允许的误差范围内存在由故障点反射波（或对端母线反射波）引起的暂态分量，如果在允许的误差范围内存在由故障点反射波（或对端母线反射波）引起的暂态分量，则表明根据则表明根据D型行波原理获得的粗测结果是可信的（验证正确），而且最终可给出经过进一型行波原理获得的粗

33、测结果是可信的（验证正确），而且最终可给出经过进一步校正后的测距结果（即步校正后的测距结果（即A型行波测距结果）。型行波测距结果）。 如果在允许的误差范围内不存在由故障点反射波（或对端母线反射波）引起的暂态分如果在允许的误差范围内不存在由故障点反射波（或对端母线反射波）引起的暂态分量，则表明粗测结果是不可信的（验证错误），因而只能单独根据量，则表明粗测结果是不可信的（验证错误），因而只能单独根据A型单端行波原理分析出型单端行波原理分析出故障点位置。故障点位置。整理ppt514.4.1 D型和型和A型行波原理的优化组合型行波原理的优化组合l应用实例应用实例（1）普通交流线路（）普通交流线路（实际

34、故障点距洛埠变实际故障点距洛埠变6.2 km）整理ppt524.4.1 D型和型和A型行波原理的优化组合型行波原理的优化组合l应用实例应用实例（2）双回线路（）双回线路（实际故障点距绥化变实际故障点距绥化变8.955 km）整理ppt534.4.1 D型和型和A型行波原理的优化组合型行波原理的优化组合l应用实例应用实例（3）串联补偿线路（）串联补偿线路（实际测距误差不超过实际测距误差不超过400 m）整理ppt544.4.1 D型和型和A型行波原理的优化组合型行波原理的优化组合l应用实例应用实例（4）直流输电线路（）直流输电线路（实际故障点距麦元站实际故障点距麦元站123.5 km）整理ppt

35、554.4.2 F型和型和A型行波原理的配合型行波原理的配合A型行波原理型行波原理 F型行波原理型行波原理时间相差：时间相差：87.223 ms整理ppt564.4.2 F型和型和A型行波原理的配合型行波原理的配合A型行波原理型行波原理 F型行波原理型行波原理时间相差：时间相差：87.354 ms整理ppt574.4.2 F型和型和A型行波原理的配合型行波原理的配合A型行波原理型行波原理 F型行波原理型行波原理时间相差：时间相差：79.558 ms整理ppt584.4.2 F型和型和A型行波原理的配合型行波原理的配合A型行波原理型行波原理 F型行波原理型行波原理时间相差：时间相差：88.083

36、 ms整理ppt594.4.3 E型和型和A型行波原理的配合型行波原理的配合A型行波原理型行波原理 E型行波原理型行波原理时间相差：时间相差：699.178 ms整理ppt604.4.3 E型和型和A型行波原理的配合型行波原理的配合A型行波原理型行波原理 E型行波原理型行波原理时间相差：时间相差：905.793 ms整理ppt614.4.4 F型和型和E型行波原理的配合型行波原理的配合 根据快速自动重合闸的操作时序，可以实根据快速自动重合闸的操作时序，可以实现现F型和型和E型行波原理的有机配合，并能够从型行波原理的有机配合，并能够从线路故障后断路器产生的多次暂态行波过程中线路故障后断路器产生的

37、多次暂态行波过程中提取故障点位置信息，从而大大提高故障测距提取故障点位置信息，从而大大提高故障测距的准确性和可靠性，这对于永久性故障的分析的准确性和可靠性，这对于永久性故障的分析和查找具有重要意义。和查找具有重要意义。整理ppt62内内 容容n电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况n电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念n电力线路暂态行波的产生机理电力线路暂态行波的产生机理n现代行波故障测距基本原理现代行波故障测距基本原理n现代行波故障测距关键技术现代行波故障测距关键技术nXC系列行波故障测距系统及其典型应用系列行波故障测距系统及其典型应用n现代行波故障测距组网方案现代行波

38、故障测距组网方案n新一代行波故障分析主站（新一代行波故障分析主站（TAS2200） 整理ppt635. 现代行波故障测距关键技术现代行波故障测距关键技术5.1 暂态行波传变技术暂态行波传变技术5.2 高速数据采集技术高速数据采集技术5.3 精确时间同步技术精确时间同步技术5.4 行波到达时刻的准确标定技术行波到达时刻的准确标定技术5.5 远程通信技术远程通信技术整理ppt645.1 暂态行波传变技术暂态行波传变技术1）电磁式电压互感器（）电磁式电压互感器（TV）2）专用耦合设备）专用耦合设备3）光电压、电流互感器）光电压、电流互感器4）常规保护电流互感器（）常规保护电流互感器（TA）5）V型（

39、两相）电磁式电压互感器型（两相）电磁式电压互感器6）配电变压器）配电变压器 4）6）均为）均为山东科汇山东科汇首创，其主要优点：首创，其主要优点： 易于实现、成本低、灵敏度高。易于实现、成本低、灵敏度高。整理ppt655.2 高速数据采集技术高速数据采集技术意义：意义：1）可以实现单端行波故障测距；）可以实现单端行波故障测距； 2）可以补偿双端行波测距误差。）可以补偿双端行波测距误差。原理：原理：CPU高速数高速数据采集据采集电路电路双双RAM切换控切换控制电路制电路nP采样序号采样序号采样值采样值1触发时刻触发时刻nP循环采样循环采样nP为触发前的为触发前的采样数据个数采样数据个数整理ppt

40、665.3 精确时间同步技术精确时间同步技术 D型双端行波法要求两侧装置实现型双端行波法要求两侧装置实现1us时间精确同步，使测时间精确同步，使测距分辨率达到距分辨率达到150米。米。TsTR SR测距装置可接收卫星导航与定位系统的时间信号，给内部时测距装置可接收卫星导航与定位系统的时间信号，给内部时钟精确对时，使装置记录行波到达时间的精度在钟精确对时，使装置记录行波到达时间的精度在1us以内。以内。整理ppt675.3 精确时间同步技术精确时间同步技术GPS同步时钟原理同步时钟原理整理ppt685.4 行波到达时刻的准确标定技术行波到达时刻的准确标定技术行波脉冲的常规越限检测方法抗行波脉冲的

41、常规越限检测方法抗干扰能力差、时间精度低。干扰能力差、时间精度低。将行波信号进行二进小波变换后，将行波信号进行二进小波变换后，得到模极大值信号图。将模极大得到模极大值信号图。将模极大值出现的时间确定为信号突变出值出现的时间确定为信号突变出现时间。现时间。根据不同频带下模极大值的大小与极性可判断根据不同频带下模极大值的大小与极性可判断检测到的信号突变是否是来自故障点的行波脉检测到的信号突变是否是来自故障点的行波脉冲。冲。整理ppt695.4 行波到达时刻的准确标定技术行波到达时刻的准确标定技术整理ppt705.4 行波到达时刻的准确标定技术行波到达时刻的准确标定技术l仿真故障初始行波浪涌到达时刻

42、的标定仿真故障初始行波浪涌到达时刻的标定整理ppt715.4 行波到达时刻的准确标定技术行波到达时刻的准确标定技术整理ppt725.4 行波到达时刻的准确标定技术行波到达时刻的准确标定技术故障初始行波浪涌实际到达故障初始行波浪涌实际到达M端和端和N端母线的时刻端母线的时刻分别为分别为(333334)us和和(99100)us整理ppt735.4 行波到达时刻的准确标定技术行波到达时刻的准确标定技术l实测故障初始行波浪涌到达时刻的标定实测故障初始行波浪涌到达时刻的标定(b) 绥化侧三相电流绥化侧三相电流(a) 康金侧三相电流康金侧三相电流康绥甲线两侧电流暂态故障分量波形康绥甲线两侧电流暂态故障分

43、量波形 整理ppt745.4 行波到达时刻的准确标定技术行波到达时刻的准确标定技术l实测故障初始行波浪涌到达时刻的标定实测故障初始行波浪涌到达时刻的标定整理ppt755.4 行波到达时刻的准确标定技术行波到达时刻的准确标定技术两端初始电流的实际波头起始点两端初始电流的实际波头起始点相对于该相波形中第相对于该相波形中第1个采样点的时间均为个采样点的时间均为(6364)us整理ppt765.5 远程通信技术远程通信技术SR测距测距主站通信网络通信网络整理ppt77内内 容容n电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况n电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念n电力线路暂态行波的产生机

44、理电力线路暂态行波的产生机理n现代行波故障测距基本原理现代行波故障测距基本原理n现代行波故障测距关键技术现代行波故障测距关键技术nXC系列行波故障测距系统及其典型应用系列行波故障测距系统及其典型应用n现代行波故障测距组网方案现代行波故障测距组网方案n新一代行波故障分析主站（新一代行波故障分析主站（TAS2200） 整理ppt786. XC系列行波故障测距系统及其典型应用系列行波故障测距系统及其典型应用6.1 研制过程研制过程6.2 XC-2000系统构成系统构成6.3 行波分析功能描述行波分析功能描述6.4 典型应用典型应用整理ppt796.1 研制过程研制过程l1992年，山东科汇公司成立了

45、行波测距课题组。年，山东科汇公司成立了行波测距课题组。l1995年，山东科汇公司研制出我国第年，山东科汇公司研制出我国第1台输电台输电线路现代行波故障测距装置线路现代行波故障测距装置XC-11,并在世界并在世界上首次将小波变换技术用于行波故障测距。上首次将小波变换技术用于行波故障测距。l2000年，山东科汇公司研制出第年，山东科汇公司研制出第2代行波故障代行波故障测距系统测距系统XC-2000。整理ppt80 1998年，年，XC-11输输电线路行波故障测电线路行波故障测距装置在京通过专距装置在京通过专家鉴定。家鉴定。6.1 研制过程研制过程整理ppt81 2006年，山东理工大学和山东年，山

46、东理工大学和山东科汇公司等单位联合完成科汇公司等单位联合完成“基基于行波原理的电力线路在线故于行波原理的电力线路在线故障测距技术障测距技术”研究项目，其整研究项目，其整体研究成果在京通过了以杨奇体研究成果在京通过了以杨奇逊院士为主任委员的专家鉴定逊院士为主任委员的专家鉴定。6.1 研制过程研制过程整理ppt82 2007年，年，“基于行波原理基于行波原理的电力线路在线故障测距的电力线路在线故障测距技术技术”研究项目获得国家研究项目获得国家技术发明二等奖。技术发明二等奖。6.1 研制过程研制过程整理ppt83 典型实际故障及典型实际故障及XC-11测距结果测距结果整理ppt84平均绝对误差：平均

47、绝对误差： 400 mXC-11测距误差曲线（测距误差曲线（19972001）整理ppt856.2 XC-2000系统构成系统构成行波测距子站安装在变行波测距子站安装在变电所，记录故障产生的电所，记录故障产生的行波信号。行波信号。故障行波数据经通信网故障行波数据经通信网络送到调度中心的分析络送到调度中心的分析主站主站分析主站保存、处理数分析主站保存、处理数据，计算故障距离。据，计算故障距离。变电所变电所 S S变电所变电所 R R行波分析主站行波测距行波测距子站子站WAN通信网络调度控制中心整理ppt86行波分析主站S人机界面中央处理单元GPS信号接收单元超高速数据采集单元行波信号提取单元 行

48、波测距子站原理框图行波测距子站通信网络6.2 XC-2000系统构成系统构成整理ppt87l系统主要特点系统主要特点1）采用电流暂态分量实现现代行波故障测距原理，使得）采用电流暂态分量实现现代行波故障测距原理，使得行波故障测距装置易于实现，而且具有较高的灵敏度行波故障测距装置易于实现，而且具有较高的灵敏度；2）综合利用了故障、故障分闸和重合闸产生的暂态行波，）综合利用了故障、故障分闸和重合闸产生的暂态行波，并能够实现并能够实现A、D、F和和E等等4种现代行波故障测距原理；种现代行波故障测距原理；3）采用专门研制的高速数据采集单元对行波信号进行采采用专门研制的高速数据采集单元对行波信号进行采集、

49、记录与实时处理，并建立了以双端行波测距为主、集、记录与实时处理，并建立了以双端行波测距为主、单端行波测距为辅的优化组合测距模式，因而具有很单端行波测距为辅的优化组合测距模式，因而具有很高的可靠性；高的可靠性；6.2 XC-2000系统构成系统构成整理ppt88l系统主要特点系统主要特点4）采用小波变换技术检测行波波头起始点所对应的绝对时采用小波变换技术检测行波波头起始点所对应的绝对时间，从而将行波浪涌到达时刻的检测误差控制在半个采间，从而将行波浪涌到达时刻的检测误差控制在半个采样间隔以内，进一步通过选择合适的波速度，可以将样间隔以内，进一步通过选择合适的波速度，可以将D D型型双端现代行波测距

50、原理的测距误差控制在双端现代行波测距原理的测距误差控制在300 m300 m以内；以内；5）可以同时采集）可以同时采集8回线路的电流暂态信号（来自常规电流回线路的电流暂态信号（来自常规电流互感器二次侧）和电压暂态信号（来自专门研制的行波互感器二次侧）和电压暂态信号（来自专门研制的行波耦合器），因而具有很高的性能价格比；耦合器），因而具有很高的性能价格比；6）可以用于各种交流和直流输电线路，因而具有广泛的适）可以用于各种交流和直流输电线路，因而具有广泛的适应性；应性；6.2 XC-2000系统构成系统构成整理ppt89l系统主要特点系统主要特点7）完全独立于继电保护及故障录波设备，并具有现场调试

51、）完全独立于继电保护及故障录波设备，并具有现场调试和远程维护功能，因而具有较强的可维护性；和远程维护功能，因而具有较强的可维护性；8）在交流系统多年的运行经验表明，该系统的绝对测距误）在交流系统多年的运行经验表明，该系统的绝对测距误差可达差可达200 m以内，而最大一般不超过以内，而最大一般不超过500 m 。6.2 XC-2000系统构成系统构成整理ppt90l自动故障测距自动故障测距 当系统所监视的某一回线路发生故障后，线路两当系统所监视的某一回线路发生故障后，线路两端行波测距子站可以通过通信网络自动交换故障暂态端行波测距子站可以通过通信网络自动交换故障暂态数据，并自动给出双端行波故障测距

52、结果。数据，并自动给出双端行波故障测距结果。 当故障线路两端的行波测距子站所记录的故障暂当故障线路两端的行波测距子站所记录的故障暂态数据远传到调度端的行波分析主站后，主站同样可态数据远传到调度端的行波分析主站后，主站同样可以自动给出双端行波故障测距结果。以自动给出双端行波故障测距结果。 6.3 行波分析功能描述行波分析功能描述整理ppt91l人工波形分析人工波形分析 提供人工波形分析工具。在此环境下，可以象运提供人工波形分析工具。在此环境下，可以象运用示波器那样对所记录的暂态波形中各行波浪涌到达用示波器那样对所记录的暂态波形中各行波浪涌到达测量点的时刻进行测量，从而对自动双端故障测距结测量点的

53、时刻进行测量，从而对自动双端故障测距结果进行直接修正，并且可以获得单端行波故障测距结果进行直接修正，并且可以获得单端行波故障测距结果。果。 6.3 行波分析功能描述行波分析功能描述整理ppt92l计算机辅助波形分析计算机辅助波形分析 提供基于小波算法的数字滤波功能。将被提供基于小波算法的数字滤波功能。将被分析的暂态波形划分为不同的频带，从而可以分析的暂态波形划分为不同的频带，从而可以对不同频带下的行波特征进行对比，最终获得对不同频带下的行波特征进行对比，最终获得可信度较高的故障测距结果。可信度较高的故障测距结果。6.3 行波分析功能描述行波分析功能描述整理ppt936.4 典型应用典型应用（1

54、）绥化电网行波故障测距系统）绥化电网行波故障测距系统 20002000年年9 9月投入运行。月投入运行。绥化绥化220 kV电网结构电网结构 整理ppt94绥化电网实际故障及绥化电网实际故障及XC-2000测距结果测距结果6.4 典型应用典型应用（1）绥化电网行波故障测距系统）绥化电网行波故障测距系统 20002000年年9 9月投入运行。月投入运行。整理ppt95l葛洲坝葛洲坝南桥直流输电线路故障测距系统南桥直流输电线路故障测距系统 2002年，葛南线累计发生故障年，葛南线累计发生故障20余次，所有故障均被余次，所有故障均被XC-2000所捕获，且绝对测距误差不超过所捕获，且绝对测距误差不超

55、过线路全长的线路全长的0.3% 。（2）葛南直流线路行波故障测距系统）葛南直流线路行波故障测距系统 20012001年年1212月投入运行。月投入运行。葛洲坝葛洲坝南桥南桥麦元麦元538.2 km507.2 km6.4 典型应用典型应用整理ppt96（2）葛南直流线路行波故障测距系统）葛南直流线路行波故障测距系统 20012001年年1212月投入运行。月投入运行。6.4 典型应用典型应用整理ppt97（3）配电线路行波故障测距）配电线路行波故障测距 2004年年10月，在宁夏银川变电所某月，在宁夏银川变电所某35kV配电线路配电线路完成了完成了XC-2000系统的系统的人工接地试验人工接地试

56、验。 在变电站母线侧安装一套行波采集与处理系统，在变电站母线侧安装一套行波采集与处理系统，利用利用母线电压互感器母线电压互感器获取故障行波信号；在线路末端获取故障行波信号；在线路末端也安装一套行波采集与处理系统，利用也安装一套行波采集与处理系统，利用配电变压器配电变压器获获取故障行波信号。取故障行波信号。 试验线路全长试验线路全长9.3km，人工接地故障点在线路末，人工接地故障点在线路末端配电变压器一次侧。在试验线路上分别进行了金属端配电变压器一次侧。在试验线路上分别进行了金属性接地和高阻接地故障试验。性接地和高阻接地故障试验。6.4 典型应用典型应用整理ppt986.4 典型应用典型应用金属

57、性接地故障测距结果：金属性接地故障测距结果：距离变电站母线端距离变电站母线端9.2 km，测距误差为，测距误差为100 m （3）配电线路行波故障测距）配电线路行波故障测距 整理ppt996.4 典型应用典型应用高阻接地故障测距结果：距离变电站母线端高阻接地故障测距结果：距离变电站母线端8.9 km，测距误差为，测距误差为400 m （3）配电线路行波故障测距）配电线路行波故障测距 整理ppt1006.4 典型应用典型应用lXC系列行波测距系统已经在国内电力系统中系列行波测距系统已经在国内电力系统中获得广泛应用，获得广泛应用，覆盖了全国覆盖了全国40%以上的超高压以上的超高压输电线路。输电线路

58、。 典型应用包括：典型应用包括：三峡电力外送、西电东送交三峡电力外送、西电东送交/直流输电线路直流输电线路大同大同-北京北京500kV带串补电容交流输电线路带串补电容交流输电线路晋东南晋东南-荆门荆门1000kV特高压交流输电线路特高压交流输电线路云南云南-广东广东800kV特高压直流输电线路特高压直流输电线路青藏铁路配电线路青藏铁路配电线路整理ppt101内内 容容n电力线路故障测距技术发展概况电力线路故障测距技术发展概况n电力线路行波基本概念电力线路行波基本概念n电力线路暂态行波的产生机理电力线路暂态行波的产生机理n现代行波故障测距基本原理现代行波故障测距基本原理n现代行波故障测距关键技术

59、现代行波故障测距关键技术nXC系列行波故障测距系统及其典型应用系列行波故障测距系统及其典型应用n现代行波故障测距组网方案现代行波故障测距组网方案n新一代行波故障分析主站（新一代行波故障分析主站（TAS2200） 整理ppt1027. 现代行波故障测距组网方案现代行波故障测距组网方案l行波测距组网的意义行波测距组网的意义1）通过联网，）通过联网，各行波测距子站的信息可以上传到调度各行波测距子站的信息可以上传到调度中心，并进一步发送到中心，并进一步发送到GIS系统和运检公司值班中心，系统和运检公司值班中心，使得运检公司有关人员可以使得运检公司有关人员可以及时获得电网中故障点的及时获得电网中故障点的

60、位置信息，从而提高故障巡线的效率；位置信息，从而提高故障巡线的效率；2）以整个电网（而不是某条线路）为监视对象，通过）以整个电网（而不是某条线路）为监视对象，通过行波测距联网，可以促进电网中各行波测距子站之间行波测距联网，可以促进电网中各行波测距子站之间的信息共享，解决跨地区线路的测距问题，实现广域的信息共享，解决跨地区线路的测距问题，实现广域的电网行波故障测距，从而提高行波测距系统的整体的电网行波故障测距，从而提高行波测距系统的整体可靠性。可靠性。整理ppt1037. 现代行波故障测距组网方案现代行波故障测距组网方案l行波测距组网的意义行波测距组网的意义故障暂态行波在电网中的传播示意图故障暂