分布式行波测距系统在广东电网的应用

2016-11-12邱丹骅

广东科技 2016年15期

文/邱丹骅　谭　乾

分布式行波测距系统在广东电网的应用

文/邱丹骅谭乾

分布式行波测距系统，又叫输电线路智能故障诊断系统，是基于分布式监测技术和无线通讯技术的新型输电线路故障自动定位系统。相比于传统的两端式行波测距装置，分布式行波测距系统具有较高的定位精度，且分布式安装使得该系统对于T接及混架等复杂结构的线路具有较强的适应性。同时，分布式行波测距系统还可以通过对故障时刻行波电流波形数据分析，实现雷击（绕击与反击）与非雷击故障的辨识。基于以上众多优点，该系统在广东电网高压网络中已经得到了较为广泛的应用。

1　分布式行波测距系统原理及结构

1.1系统原理

分布式行波测距系统的工作原理及系统结构不同于传统行波定位装置，系统由现场测距终端和远程中心系统主站两部分组成。现场测距终端分布安装于输电线路的导线上，用于捕捉故障瞬间的行波信号，一般每隔20-30公里，在线路上安装一套监测装置。

其定位过程描述如下：

（1）首先根据工频故障电流确定故障区间，然后在确定的故障区间实施精确定位。设定输电线路依次在i、j、m、n等杆塔处装设了故障监测装置，现在第j基杆塔至第m基杆塔间发生了跳闸事故。此时，根据i、j处的工频故障电流相位与m、n处的工频故障电流相位相反这一原理，可以十分准确地确定故障发生在j、m间，然后只需对j、m段实施行波定位即可。由于行波定位的故障区间变短，地形弧垂所引起的误差影响较小。

（2）对于复杂网络结构的输电线路，在分支点处可安装行波监测装置，将复杂网络划分为一些简单的单线结构，之后仍采用上述方法：先利用工频故障电流定位故障区间，再在故障区间内实施行波定位。

（3）通过分析就近监测到的故障行波电流，挖掘其行波电流的电磁暂态特征，即可实现雷击与非雷击，雷击故障中绕击与反击的辨识。

1.2系统结构

分布式行波测距系统由现场测距终端和远程中心系统主站两部分组成，故障定位装置分布安装于输电线路的导线上，将采集到的数据经分析处理后通过GPRS无线网络上传到远程中心（广东电网公司电力科学研究院），远程中心系统主站能够接收现场监测装置上传的故障电流数据，对故障数据进行智能分析诊断（可实现故障定位、故障识别等），并将诊断分析结果通过短信方式发送给相关线路维护人员。系统还能实现对现场监测终端进行各种参数的实时读取和设置，包括监测终端的实时运行状态和故障时刻的故障信息，并且具备自动生成统计报表等功能，具有相对完善的人机界面功能。

2　分布式行波测距系统配置及运维现状

2.1系统配置现状

分布式行波测距系统自2009年开始在广东电网投入使用以来，现已在广东电网各供电局得到较为广泛的应用，截止2016年4月，广东电网已有88条500kV线路、54条220kV线路安装配置了分布式行波测距系统。目前，广东电网配置的分布式行波测距系统已全部接入广东电网公司电力科学研究院远程中心，多年来系统运行稳定。为实现故障快速精确定位、线路故障后快速查线及维护提供了有力支持。

2.2运行及维护情况

由于分布式行波测距系统的故障定位装置分布安装于输电线路的导线上，终端数量庞大且分布范围广，一方面给终端设备的安装带来了一定困难，另一方面，无论从电磁环境还是气候条件来讲，分布式行波测距终端都处于严苛的参数下，这给设备的可靠运行也带来极大的挑战。按多年来的实际运行情况统计，广东电网配置的分布式行波测距终端故障主要包括以下几方面∶

（1）安装损坏。监测终端安装时两个半圆铁芯扣合位置不对、不紧，或者未打开电源开关，从而监测终端无法上传数据。

（2）电源模块损坏。电源板在器件性能弱化或者遭受异常冲击时会导致供电PCB板损坏，从而监测终端无法工作。

（3）通讯模块损坏。通讯模块需外部采购，在存在产品质量问题或供电电压不稳的情况下可能导致损坏。

（4）主控板损坏。主控板在器件性能弱化或者遭受异常干扰等情况下会导致器件损坏，从而监测终端无法工作。

（5）其他。罗氏线圈信号采集异常，A/D模块异常等。

3　分布式行波测距系统存在的问题

分布式行波测距系统需要在线路杆塔上安装多套监测装置，其存在的最主要问题是总体造价相比传统的行波测距系统要高很多，据估算，一般500kV线路配置分布式行波测距系统的成本约为传统行波测距系统的5-10倍，且线路越长分布式行波测距系统的成本越高。同时正如上文所提到的，分布式行波测距系统的安装及维护难度较传统的两端式行波测距装置更大，这对现场的安装及运维水平提出了更高的要求。