500kv与220kv线路行波测距装置的应用

500kv与220kv线路行波测距装置的应用

1行波测距装置的应用xb2010型行波测距仪安装在500kv大理变220kv侧和220km苏屯变220kv侧。该装置由昆明理工大学开发,每套行波测距装置有24个模拟量输入通道,可以同时监测8回线路,采样频率为1MHz。可以对大(理)苏(屯)双回线路进行双端行波测距,对大(理)祥(云)双回线路、大(理)丽(江)线路、大(理)洱(源)线路、大(理)剑(川)线路、苏(屯)保(山)双回线路、苏(屯)崇(仁)线路进行单端行波测距。2010年6月4日00:08,220kV大祥Ⅱ回线B相跳闸,重合闸动作成功,2010年4月16日20:52,220kV苏保Ⅱ回线A相跳闸,重合闸动作成功,安装于大理变、苏屯变的行波测距装置捕捉到了这两次故障,记录下了相关波形。下面将介绍行波测距原理与方法,分析对这两次故障的测距情况。2d型,a型行波测距方法分为A、B、C、D四种类型,由于A型与D型利用故障产生的行波进行测距,在实际中得到了广泛应用。A型为单端测距,D型为双端测距。2.1有有效信号到达本侧及初始行波A型单端电气量行波测距需要在线路一侧安装行波测距装置,检测故障的发生并记录下行波波形。其原理为,由故障点所产生的暂态行波第一个行波波头(初始行波)到达本侧母线,在本侧母线反射后再由故障点反射回来到达本侧母线,与初始行波时间差为Δt1;此外,故障产生的行波到达对侧(末端)母线后也会发生反射,此反射波经过故障点也会到达本侧母线,与初始行波时间差为Δt2。一般情况下,故障点反射波与初始行波极性相同,而对端母线反射波与初始行波极性相反。设线路全长为l,距离测距装置安装点(母线)xf处发生故障,行波波速为v1,使用故障点反射波的测距公式为:xf=0.5v1·Δt1(1)使用对侧母线反射波的测距公式为:xf=l-0.5v1·Δt1(2)2.2同步时间的确定D型双端电气量行波测距需要在线路两侧安装行波测距装置,并通过GPS等对时系统提供准确的同步时间。设线路全长为l,故障在绝对时间T发生,行波初始波头到达两侧母线S和R的绝对时间分别为TS和TR,装设于线路两侧的行波测距装置将记录行波到达两侧母线的时间,从而,故障距离xf可由下式计算得到xf=0.5[(TS-TR)v+l](3)3行波测距确定XB2010型行波测距装置配置有单端与双端测距软件,其算法基于三次B样条小波实现,可以根据模极大值自动滤除干扰信号,自动消除相邻母线反射波的影响,自动进行故障选线、选相、测距。其单端行波测距步骤如下:1)对初始行波实施小波变换,根据初始行波模极大值选择故障线路、故障相;2)当输电线路发生故障时,产生的暂态行波是相互耦合的,因此,需要通过相模变换消除线路电磁耦合的影响,行波测距选择包含故障相的线模行波进行测距;3)根据选定的故障线路与非故障线路线模行波构造特征行波,以消除相邻母线反射波的影响;4)考察小波变换模极大值在不同尺度下的变化情况,以消除噪声干扰,即对于尺度增大时,小波变换模极大值增大的模极大值给予保留,对于尺度增大时,小波变换模极大值减小的模极大值予以去除;5)通过设置门槛去除其他非故障点反射波所产生的模极大值,如线路换位点产生的模极大值;6)以给定尺度下的小波变换模极大值分布作为检测依据,在线路全长范围内搜索反向行波(来自于故障点方向的行波),给出行波性质(故障点反射波或对侧母线反射波)及对应的距离。最终给出推荐测距结果。使用故障测距软件进行测距分为三步。第一步故障选线(若选线有误,允许人工修改),并选择参考线路(用于消除相邻母线反射波的影响,建议选择较长线路);第二步故障选相(若选相有误,允许人工修改),第三步故障测距,给出推荐测距结果。4运行波故障测距的示例分析4.1故障测距结果2010年6月4日0时8分27秒大祥II回线路故障,大理变电站安装的XB2010行波测距装置记录下了此次故障。大祥II回线路电流行波总体情况如图1所示。行波特征明显,行波波头突出。由于行波测距装置不接入保护动作信息,行波测距装置需要通过记录的故障电流行波进行故障选线。图2为接入行波测距装置各线路B相(初始行波最大相)的波形,从中可以看出,大祥II回线路行波最大。根据行波传播规律,大祥II回线路为故障线路,与实际相符。行波测距需要使用故障相电流行波进行测距,因此行波测距算法需要给出故障相。图3为大祥II回线路三相电流行波波形,从中可以看出B相初始行波幅值远大于其他相,根据行波测距原理,B为故障相,与实际相符。使用XB2010行波测距装置的测距软件进行故障测距。给出的测距结果为30.041km。故障线路线模波形与小波变换结果如图4所示。根据行波测距理论可以清晰地看到“初始行波”、“对端母线反射波”、“故障点反射波”,并且“对端母线反射波”、“故障点反射波”对应的测距结果均在30km左右,相互得到了印证,实际故障位置也在距大理变30km附近,由此可见行波测距有很高的精度。4.22故障线测试结果2010年4月16日20:52,220kV苏保Ⅱ回线A相跳闸,苏屯变电站安装的XB2010行波测距装置记录下了此次故障。苏保Ⅱ回线路电流行波总体情况如图6所示。行波特征明显,行波波头突出。使用XB2010行波测距装置的测距软件进行故障测距,给出的测距结果为35.313km。故障线路线模波形与小波变换结果如图6所示。根据行波测距理论可以清晰地看到“初始行波”、“对端母线反射波”、“故障点反射波”,并且“对端母线反射波”、“故障点反射波”对应的测距结果均分别为35.313km、32.806km,较为接近,实际故障位置在距苏屯变35km附近,由此可见行波测距有很高的精度。5测距结果的筛选1)介绍了XB2010型行波测距装置测距软件的原理与实现算法,有助于现场运行人员了解、认识行波故障测距原理与方法。2)一般认为单相接地故障时,线模与零模行波相互耦合、相邻线路透射波等将使得行波识别困难,但从XB2010行波测距装置给出的测距结果来