信息化数字行波故障测距技术在500kV输电线路中的应用

石文芳

摘要：本文以行波故障测距技术作为主题，探讨它在500kV输电线路中的应用问题。首先对现代行波故障测距的基本原理进行了概述性的介绍；主要对行波法进行了说明，并结合实例进行了深入分析，并以此为基础，对比较了两种测距方法的差异与优势；希望通过本文初步论述可以引起更多的关注与更广泛的交流，为该方面的理论研究工作、应用实践工作提供一些有价值的信息，以供参考。

关键词：行波故障测距技术 500kV输电线路 应用

中图分类号TM762 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0000-00

由于我国经济的持续增长，与民生相关的基础工程的不断建设，以及向市场化的转型等，都有力的推动了电力行业的巨大发展；另一方面，民众基本的物质生活水平的满足也使其对生活的需求得到了转变，更加注重品质化的生活方式与生活形态，因而对于电力的实际需求也在不断增长；加上我国电力升级改造工程的革新等，多种因素，共同造成了电力行业的欣欣向荣，然而由于季节、气候、自然力以及人为因素等也会造成电力系统出现故障，因而提高对故障的检修能力与水平，有助于为人民的安居乐业提供更好的保障。

1概述

行波故障测距技术于二十世纪中叶开始就得到了理论方面的深入研究，而且通过对时域、频域间数模转换、暂态数值计算等工作，对诸多与其相关的因素有了更为清晰的认知，并且通过理论与实践经验的总结，实现了对输电线路的故障测距，有利的提升了检查故障的速度；从特点方面看，行波测距法的投资较小、通道也较为可靠，而且数据的传输速度快，可以更安全的将问题解决。另外，通过主站的设置，能够应用相关程序设置，对双端故障测距后的数据进行快速交换，并传输到主站进行分析，真正可以达到足不出户，就可以全程监控故障的目标。而且发现及时，有利的减少了故障检查时间，为后期的维修工作提供了重要保证；而且节省了检查成本，有利的提高了电力运行的安全可靠性。

2现代行波故障测距的基本原理

从现在的行波故障测距技术应用来看，主要集中于A型、D型、C型、E型四大类型方面，以下就以我国目前应用较多的A型、D型作为主要的探讨对象，分析两种不同的测距方法在500kV输电线路中的具体应用。

首先，从单端A型测距原理方面来看，在输电线路中，一旦发生故障，就是形成暂态行波故障点、母线间的来回反射，条件是在设备监控之下；具体来看，就是在母线设置测距装置，并将电流互感器二次侧的暂态行波信号接入，从而行波波头脉冲从模拟高通滤波器中滤出；在实际的检测中，母线阻抗通常比线路波的阻抗低，而于此前提下，母线、故障点之间就会生成电流行波的反射；因此，故障点、故障点反射的初始行波具备同极性；而且可以通过其中存在的时间差来进行故障距离的详细计算。

若设测量端为S，波速为v，故障初始行波到达本端母线时间为TS1、故障点反射波到达本端母线时间为TS2，再设XL作为故障距离，Xr作为故障点距对端母线的距离，时间差为 ，则可以得到如下公式： ； 。因此，故障行波、第二个来自故障线路方向的行波波头二者间的时间差，即是得到故障点位置的关键数值。A型行波测距原理图如下图1所示。

3两种行波法的应用实例举要

首先，以某地区500kV输电线路作为对象，进行行波法测距应用；具体是通过对现有的生产MIS网，将500500kV输电线路两端与测距装置进行连接；其次，分配固定IP，实现D型双端测距任务，评估安全可靠性能。经过MIS网的设置，就可以构建起一个更庞大的测距网络，具体模式如下图3所示。

其次，以某地的掉闸作为故障对象，以B相为标记，因当地受到局部飓风袭击，监测风速为30.5m/s，然后设置A型故障测距相关装置，而实际的距离则为28.006km，故障点则为该地的X号塔B相，通过采用这种方法测距，结果对故障初始行波以及由故障点反射回来的行波运用上面的A型中的公式进行计算，得出的距离与实际距离误差在300m范围以内；而利用D型测距方法后，误差仅为14.8m，可见后一种方法比前一种方法更为精准，而且在测速上要快得多。

为了得到更为精确的比较，还以另一地的雷雨天气下的跳闸故障进行了具体的测定；因该地在夏季多雷雨，因而往往会导致跳闸现象发生，因而采用了两种行波测距法对其进行了应用测试，结果在标记故障为B相测距中，以行波A型法进行结果测得的距离为64km，而实际距离为114.5km，而应用D型故障测距法测得的离故障点距离与实际距离仅差12m。

4两种行波法的比较分析

首先，从上面的实例举要与分析可以看出，A型测距法相对于D型行波测距法，较为简单，需要设置的装置也较少，而且不会因过渡电阻、过渡电阻对端负荷阻抗而受到影响；理论上的讨论结果认为它能够达到一定事实上的精度要求，然而在信号采样、行波到达时间的确定方面，则需要更高的标准与严格要求。

其次，在D型行波测距不过完中，主要是以故障发生后的第一个行波波头信号为主，利用通信通道完成测量任务。因而它的优势在于不受故障点透射波的影响；与A型行波测距法相比，这个方法更准确，且对于时间的确定更为明确化；但相对而言，它的装置自然要求更多、设备技术要求更高，比如对于高精度GPS技术的需求就非常关键。

第三，按照理论上的理解，这种行波测距方法在可靠性、精准度上已经得到了证实，而且应用于实践中，也确实得到了印证；但是以目前的发展与应用情况来看，对线路类型、故障电阻、故障电阻的两侧系统的研究还需要加强；尤其是在小波理论与全球定位系统的应用方面，有很大的可创新空间，值得进一步去尝试。随着对这些因素的研究与应用分析，相信在不久的未来，测距效率会更高，数据的同步过程会更短，从而真正实现智能一体化的故障监测技术，为电力行业的安全有效运行提供保障。

5加强信息技术应用，提高检测水平

随着以计算机为基础，互联网作为支撑的信息技术的发展及普遍应用，各行各业也得到了显著发展，在电网改造工程与项目中，也对其有了有效的应用，比如，在电网建设及输电线路方面的监测系统，各地电网之间的联动系统等，都对其有了很好的应用，而且是通过将信息技术、全球定位系统、地理信息系统、遥感技术等联系起来，对其进行了综合利用，以目前的发展状态或情况来看，效果惊人。但是从另一方面看，我国电网的故障检测方面，对于信息技术的应用还处于初步发展阶段，需要积极对其进行研究与研发，比如，对于测距方面的相关软件的开发、对技术人员的培训、对于国外先进理论与技术经验的吸收或者进行一些局部范围的合作等等，这些都是促进我国在行波故障测距技术方面提高检测速度与整体联动以及网络化、有效化发展的有利方法。

6结语

总之，在新的时代就要坚持与时俱进、因时制宜；随着信息技术的发展与普遍应用，以及定位系统、地理信息系统等多种技术的综合应用，也极大的推动了电力行业向着自动化、智能化的方向不断发展；从近年来我国电力系统的故障检修技术与维修时间来看，有了极大的提高，这些有力的措施，离不开对故障的测定技术，更离不开智能化、自动化的发展路线，因此，应该继续增加对行波故障测距技术的研究与应用，提升我国电力行业发展的总体水平，为构建社会主义和谐社会提供更为充足的动力。

参考文献

[1]季涛，孙同景，徐丙垠等.配电混合线路双端行波故障测距技术[J].中国电机工程学报，2014（12）.

[2] 张天吾.输电线路行波故障测距技术在构皮滩水电站的应用[J].贵州水力发电，2014（2）.