基于输电线路行波故障测距装置在深溪沟电站的应用研究

刘安畅（国网北京市电力公司检修分公司）

基于输电线路行波故障测距装置在深溪沟电站的应用研究

刘安畅（国网北京市电力公司检修分公司）

随着经济社会的变化发展，人们对于电力资源的需求越来越多，行波测距装置是电力传输线路中的关键环节，能够快速准确的排查电力线路当中的安全故障，减少由于停电而引起的经济损失以及人员伤害，满足人类社会需要的电力资源。在深溪沟电站的运行当中，运用输电线路行波故障测距装置，能够增加电站运行的可靠性、安全性以及准确性，满足用电系统的安全。本文研究输电线路行波故障测距装置的基本原理和关键技术，探究其在深溪沟电站中的应用。

输电线路；行波故障测距装置；原理；深溪沟电站；应用研究

前言

行波测距装置是输电线路中的重要组成部分，能够精准的定位线路的故障点，减少巡查线路故障的时间，提高供电的可靠性以及安全性能，为人类的生活提供保障。根据研究深溪沟电站的主要工作流程，利用采集到的数据，对行波测距装置的工作原理进行分析，为了提高深溪沟电站的安全运行，将行波测距装置应用到故障定位以及修复的工作当中，确保电力系统的安全性以及稳定性。

1　深溪沟电站的概述

深溪沟电站的主要工作原理是采用四角接线的方式，将顶空的线路与上游水沟瀑布的电站相连接，另一端的线路与下游的大坝相连，正常状态下，闭环启动运行。深溪沟电站所采用的行波测距装置，通过采集深布线与枕深线出线侧电流中的互感器电流，对获取到的信息进行具体准确的定位，要求计算要准确，能够排除多种类型的故障，保证电站的正常运行能力。

2　输电线路行波故障测距装置的工作原理

2.1双端行波测距原理

通过计算线路发生故障时产生的行波到线路两侧的时间差，找到线路当中出现故障的位置。因此，为了能够准确的找到行波到达线路两端的时间，需要在线路的两端安装好数据的采集设备，设备上要安装精度系数较高的同步时钟，使得到的数据误差不超过1μs。为了防止信号接收机接收到的信号不稳以及时钟故障等问题，需要在设备的外部加固安全防护，确保故障定位工作得以顺利进行［1］。

2.2单端行波测距原理

单端行波测距的方法，需要设置母线到达故障点的行波方向为正方向。因此，故障处的行波到测量位置的时候，会瞬间形成一个反方向的行波波浪，并用标记进行记录。这个行波波浪会在母线的位置形成一个正方向的行波，向着线路的故障位置进行传播，并运用不同的标记符号进行标记。两处的标记用具体的公式进行计算，测定故障的距离，从而开展故障的排除工作。

在深溪沟电站处安装了行波测距的装置，没有在枕头坝处安装测距装置，通过采集单端的行波测距数据，在故障的分类当中选择具体检测到的故障，在完成上述工作之后，写出故障测距的报告文书［2］。

3　行波测距的技术分析

3.1获取行波信号

行波测距的方法是计算行波到达母线所用的时间差来进行具体的测量工作，测量的误差有着明确的规范，需要在500m之内。因此需要利用电流互感器来获取所需要的信号，在电路系统当中安装行波测距装置，能够满足对故障行波信号的定位要求，而且不需要安装辅助性的电流传感设备，简单、安全、可靠并且操作方便。由于系统内部母线的线路较多，具有相对较小的行波阻抗能力，在母线处接收到的电流行波的幅值大，因此，利用电流进行行波故障的检测，更加便捷［3］。

3.2双端装置使精确的时间同步

随着科技的变化发展，全球定位系统能够准确的应用到行波测距装置当中，实现双端的同时监控，把握时间的同步性。运用GPS接收器，设置GPS时钟，能够准确的控制时间，使测距的误差小于500m，同步的时间误差在3μs以内，确保时间的同步，加强线路故障的排查工作。运用GPS接收机采集所收到的同步时间信号，将每一个采集到的数据与全的时间统一，使两端的数据同步，形成精准测量的系统。

3.3采集超高速连续行波数据

为了能够降低采集数据的误差，限制故障测距的误差在500m以内，采集的行波信号必须要达成一定的频率，运用专业的超高速行波采集软件进行辅助操作。当然，在采集高速数据的时候，采样的速度越快，获得的信息就越准确。因此，现如今的行波故障采集装置都安装了高速数据的采集系统，通过硬件系统的数据收集，将记录好的故障行波信号传送到具体的数据计算装置当中，对线路中的故障进行一一的排除，确保电路系统的安全运行。

3.4远程通信技术

在具体的测距工作当中，为了确认行波故障测距装置两端的实时信息数据，需要对两端的数据信息进行交换，达到实时的远程监控，实现远程通信。因此，在进行具体的数据计算当中，主要与现场的行波测距装置进行实时的通信，记录下来当时的测装置所测得的数据结果，达到实时检测的目的。线路一旦发生故障，通过与主站检测系统的实时通信，能够及时的排查安全隐患。利用远程检测的技术，通过检测实时传输的数据记录，能够根据具体的输电线路实现自动化的运行管理，确保电路安全，保障人们的生活质量［4］。

3.5小波变换技术

上述提到的方法对于获取信号的抗干扰能力较差，难以确定初始行波到达的具体时刻。因此，利用小波函数处理后的数据与原始信号的数据进行对比，能够将小波具体值作为故障行波波浪到达的初始时刻，从而得到准确的测距数据。由于故障行波信号的性质根据各类小波变换的模极值的大小来判断，检测行波的信号是来自其他干扰信号，还是来自故障电流的有效行波信号，因此需要研究人员通过大量的测距实验来得到准确的测距结果。

4　输电线路行波故障测距装置的综合评价

4.1准确性

装置对故障信息的采集频率达到1MHz，取样的插件采用大规模的软件以及芯片，能够提高装置硬件的集成度，提升采集插件的抗干扰能力。装置的电路设计合理、准确、完成度高，系统的内部设有GPS的接收装置，装置外设有专用的同步时钟。取得GPS的同步时钟与电路模块系统提供的标准时间，能够准确的计算出线路故障的具体时差，减小误差的范围。同时利用所获取的故障暂态行波信息，能够快速准确的对故障进行定位，提升测距的准确性，减少工作的时间，提升工作效率［3］。

4.2可靠性

通过对深溪沟电站设计具体的行波故障测距装置，能够在事故发生之后，展开准确的测距工作，这种装置适用于各种类型的故障测量，确保测量的结果在偏差范围以内，保证输电线路的正常运行。在没有故障发生的情况之下，能够正确的使用测距装置。

4.3实用性

线路故障测距装置具有实用性，能够准确的定位出各种类型的故障，不受系统运行方式以及过渡电阻的影响，在任何情况之下，都能够获取到精准的故障信息，有效的节省时间，提升资源的利用率，为工人减轻了工作负担。

4.4安全性

线路故障测距装置通过对线路进行实时的检测以及排查，能够及时准确的找到线路的故障所在，消除安全隐患，确保输电线路的安全运行，满足用电的需求，从而为人类的生产生活提供基本的保障。

5　总结

综上所述可知，我国经济社会不断的发展，人们生活水平不断提升，对电力资源的需求日益扩大。为了满足人们的电力需求，确保电力系统的高速发展，对线路的故障点进行准确定位越来越重要。电力系统在发生故障时，利用行波故障测距装置，能够准确的找到故障发生的位置，较少工人排查工作，提升工作效率，节省了大量的人力、物力资源，为电力系统的安全运行提供基本的保障。深溪沟电站采用的输电线路行波故障测距装置，能够满足当地人们的用电需求，从而有利于促进社会的发展。

［1］岑建明.输电线路故障测距的研究［D］.浙江大学，2007.

［2］陈 楠.基于整个输电网的故障行波定位系统研究［D］.长沙理工大学，2008.

［3］张广斌.实测数据环境下的输电线路行波故障测距关键技术研究［D］.哈尔滨工业大学，2014.

［4］邢鲁华.高压直流输电线路保护与故障测距原理研究［D］.山东大学，2014.

［5］刘慧海，张晓莉，姜 博，艾淑云，田秋松.行波故障测距装置的检测与评价［J］.电力系统保护与控制，2015，01：145～149.

TM75

A

2095-2066（2016）26-0035-02

2016-9-2

刘安畅（1990-），男，助理工程师，本科，主要从事输电运维工作。