XC线路行波故障测距装置

　　侯村—廉州500 kV线路工程,是一联系山西与河北两大电网的重要送电线路,线路长度约240km。若在此线路上一旦发生故障,将对两大电网的安全稳定运行至关重要。XC线路行波故障测距装置是近年来实现线路故障精确定位的新产品。测量电压、电流行波在母线与故障点之间的传播时间可以测量线路故障距离。由于行波的传播速度接近光速,且不受故障点电阻、线路结构及互感器变换误差等因素的影响,因此有较高的测量精度。随着人们对线路故障行波现象研究的深入和微电子技术的进步,近年来行波故障测距技术取得了重大进展。

　　1　现代行波测距方法

　　现代行波装置采用利用双端电气量D型、基于单端电气量A型、以及利用重合闸信号E型测距方法。下面分别简单介绍利用故障电流行波的测距原理。

　　1.1　双端D型测距方法

　　设线路长度为L,故障产生的初始行波波头到达两侧母线的时间分别为TS和TR,如图1所示。装于线路两端测距装置记录下故障行波波头到达两侧母线的时间,则故障点到母线S及R的距离XS,XR分别为

　　其中ν是行波在线路上波速度,一般在光速的97 %~99 %之间。

　　双端测距法只检测故障产生的初始行波波头到达时间,不需要考虑后续的反射与透射行波,原理简单,测距结果可能,但是要在线路两端装设数据采集及时间同步装置(GPS时钟),并且两侧要进行通信,交换记录到的故障初始行波到达的时间信息后才能测出故障距离来。如不具备自动通信条件,可借用电话联系,人工交换记录到的故障初始行波到达的时间,利用公式(2)计算故障距离。

　　1.2　单端A型测距方法

　　在被监视线路发生故障时,故障产生的电流行波(除特殊说明外,以下简称行波)会在故障点及母线之间来回反射。装设于母线处的测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态行波信号,使用模拟或数字高通滤波器滤出行波波头脉冲,形成如图2所示的电流行波波形。由于母线阻抗一般低于线路波阻抗,电流行波在母线与故障点都是产生正反射,故故障点反射波与故障初始行波同极性,而故障初始行波脉冲与由故障点反射回来的行波脉冲之间的时间差Δt对应行波在母线与故障点之间往返一趟的时间,可以用来计算故障距离。设故障初始行波与由故障点反射波到达母线的时间分别为TS1,TS2,则故障距离XL为

　　2　关键技术问题的解决

　　2.1　利用普通的电流互感器测量电流行波

　　行波测距技术是通过检测行波脉冲到达的时间测距,要达到500 m以上的测距分辨率,脉冲到达时间检测的分辨率至少要在3μs以上,因此所利用的行波信号频率范围要在300 kHZ以上。近年来研制出的光纤TV, TA能够传变高频行波信号,但离实用化还有一定的距离。