一种异步双端行波测距校验新方法

张健全

摘 要：为了检验行波测距装置的运行状态，提高检验的准确性，并解决跨区域线路双端行波测距装置同步测试协调等复杂问题，针对双端测距的校验，提出了基于B码对时的非同时双端测距检验方法。利用时间可重复设置的GPS时间同步装置，一方面以B码对时的方式授时给行波测距装置；另一方面给行波测距校验仪提供触发脉冲，这样，双端测距可不必在同一时刻进行，而只需约定好同组测试波形的触发时刻，两端分开进行即可。行波测距主站自动识别发生在同一故障时刻的双端故障数据，合成测距结果。测试结果表明，基于B码对时的非同时双端测距检验方法是有效和实用的。该方法给行波测距装置和校验仪时钟同步的问题以及异地非同时进行双端测距校验提供了一种理想的解决方案，为保障行波测距装置稳定、安全、经济运行发挥出重大的作用。

关键词：行波测距装置；B码对时；双端测距校验

中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）06-0054-02

1 概 述

现有的行波测距装置双端测距检验方法是通过GPS同步触发的方式来实现待测线路两端校验仪同时输出测试电流。这种校验方法存在诸多的不足之处：

①一次只能进行一条线路的测试，需耗费大量的检修时间进行全网的线路检测；

②每条线路测试必须两端协调同步进行，针对跨省、跨地区的输电线路进行测试，涉及的人员、部门繁多，且各地区供电公司检修时间的安排难以一致，给测试带来很大不便；

③触发校验仪的GPS装置和行波测距装置的GPS装置是两套时间系统，时间误差分别为1 us和0.5 us，两套GPS的时间误差会叠加，从而影响测距精度的校验。

针对以上的不足之处，本文提出了基于B码对时的异地非同时双端行波测距校验方法。其关键在于用同一套GPS时间同步系统分别授时给行波测距装置和校验仪，并且可重复设定触发时间。

2 IRIG-B（DC）时间码（以下简称B码）

按照DL/T 1100.1-2009《电力系统的时间同步系统 第一部分：技术规范》要求，对线路行波故障测距装置时间同步准确度的要求是要优于1 μs，可选用的时间同步信号为B码或者1PPS+串口对时报文。B码是一种规范性的串行时间码，其有标准的码元定义和波形，携带信息量大，具有接口标准化，国际通用等特点。而1PPS+串口对时报文相当于两种时间信号，必须配置两个接口。同时，串口对时报文具有多种时间协议，兼容性差。因此，B码以其实际的优越性能广泛应用在电力系统对时间同步准确度要求严格的设备中。行波测距装置均配置了B码时间接口，用来接收变电站主时钟时间同步信号。

3 时间同步装置结构

为实现本方法，需要具备的系统结构的时间同步装置，如图1所示。其主要工作过程是：接收单元接收做为外部时间基准的GPS卫星无线信号；本地晶振将接收到的外部时间基准信号牵引入跟踪锁定状态，并补偿传输延时，输出与GPS同步的时间信号；信号处理单元将锁定的同步时间信号处理成所需类型的时间信号，并由输出单元输出。本装置还具备基于GPS时间信号的时间设置功能，即在保证时间精度的基础上，可将时间设置为过去的某一个时刻，例如设置2000年11月11日11时11分11秒，时间同步装置将输出单元由此刻开始输出时间同步信号。

4 检验方案

现有的行波测距装置双端测距检验方案，如图2所示。

其中，Ki为测试波形预设的故障点位置，行波测距装置测距结果描述为故障点距离线路某一端的距离；M、N为待测线路两端的变电站。在待测线路两端分别配置1台校验仪和1台GPS卫星同步装置，通过GPS卫星同步装置1PPM分脉冲的方式同步触发两端的校验仪输出测试波形，从而模拟完成故障点行波同时向线路两端传送的过程。行波测距装置有其自身的GPS时间接收单元，而校验仪的触发脉冲时间来自与校验仪配套的GPS时间同步装置，由于这两套时间系统的同步性得不到保证，所以由时间误差带来的最后测距误差也无法消除。为此，本文提出采用上述第2章的时间同步装置，对行波测距装置双端测距的检验，检验方案如图3所示。

本方法的主要步骤如下：

①采用新型的触发校验仪的GPS装置，其能输出同步分脉冲的同时，输出B码时间信号，为行波测距装置授时；并且在保证时间准确性的前提下，可对所受时间进行月、日、时、分、秒的设置；

②在线路一端（记为M端），预先加载M端测试波形，然后设置触发时间，触发校验仪输出行波给测距装置，测距装置动作比记录下行波波形。在行波测距装置的“临时故障数据”文件夹下会生产以故障时间、故障线路名称、终端记号（M）命名的数据文件；

③在线路另一端（记为N端），加载N端测试波形，设置与M端同样的触发时间，触发校验仪输出行波给测距装置，测距装置动作比记录下行波波形。在行波测距装置的“临时故障数据”文件夹下会生产以故障时间、故障线路名称、终端记号（N）命名的数据文件；

④行波测距系统主站自动检测“临时故障数据”区的同一故障时间、故障线路名称的数据文件，进行MN配对，自动获取故障距离，完成双端测距校验。

5 方案的优点

由于采用了与现有行波测距装置校验不同的GPS时间同步装置，本方案具备了以下优点：

①行波测距装置和校验仪采用同一个时钟源，时间误差能达到500 ns，远远优于1 us；

②由于触发时间可以自由设置，因此线路两端可以根据当地供电部门检修周期，灵活安排校验时间；

③减少了跨省、跨地区线路双端测距校验的协调同步问题；

④在线路一端可对接入测距装置的所有线路，进行波形的加载和输出，行波测距系统主站自动检测“临时故障数据”内同一故障时间、故障线路名称的数据文件，自动计算故障距离，完成双端测距校验。

6 结 语

随着行波测距技术的不断发展成熟，其在电力系统输电线路中故障定位的作用越来越突出， 尤其是双端测距法，以其测距准确、受过渡电阻影响小以及不受母线反射影响等优点得到了广泛应用。而如何保证线路两端时钟同步是双端测距法的关键技术问题之一，并延伸到了对行波测距装置双端测距的校验。本方法将B码对时的方式引入到检验中，且可重复设置触发时间，给行波测距装置和校验仪时钟同步的问题以及异地非同时进行双端测距校验提供了一种理想的解决方案，为保障行波测距装置稳定、可靠、安全、经济运行发挥出重大的作用。

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