WFL型行波故障测距装置介绍(月日原电科院)
行波测距操作说明
行波测距操作说明行波测距原理分为单端测距和双端测距，单端为线路一端装有行波测距装置，双端为两端都装。
现本站可以实现双端测距，条件为与对端变电站董家变通讯正常，已实现互相调取数据进行分析，通讯采用东北调度数据网。
本装置分为GPS,XC21和工控机三大部分。
一．GPS装置正常情况下失步监视灯灭，时间正常。
二．Xc211. 装置的前面板装置的前面板包括数码显示器(LED)、控制按键、指示灯、EEPROM写保护。
数码显示器(LED)用于显示装置的时间、日期、定值输入菜单与键入值，装置运行状态与装置内部故障信息。
控制按键共有四个，从左到右分别是“Menu”、“→ ”、“+”、“ 回车”，可完成定值整定、波特率设置、时间修改等功能，具体使用详见第4节。
指示灯包括电源指示灯、GPS指示灯、DAU指示灯等。
上电后电源指示灯常亮；GPS指示灯正常时一秒钟闪烁一下，如不闪烁则表示装置的GPS时钟的1PPS未接入；DAU指示灯常亮。
2.装置的后面板装置的后面板包括电源开关、保险丝、PC机接口(COM2)、GPS接口(COM1)和接线端子排。
接线端子排包括电源输入、GPS秒脉冲输入、中央信号或保护出口信号输入、装置异常输出、装置启动输出、线路电流输入等端子。
具体接线及功能见下节。
后面板图见附录B。
3.装置的接线端子图1.接线说明1）模拟量输入端子：上方第一排端子从左至右的第1～48端子为8回线路A、B、C三相电流输入，按Ic8，Ib8，Ia8；Ic7，Ib7，Ia7；Ic6，Ib6，Ia6；Ic5，Ib5，Ia5；Ic4，Ib4，Ia4；Ic3，Ib3，Ia3；Ic2，Ib2，Ia2；Ic1，Ib1，Ia1顺序排列，见附录B。
2）TEST1、TEST2口：是两个测试口。
TEST2口用于测试第一～第四回线路的启动情况；TEST1口用于测试第五～第八回线路的启动情况。
见附录C。
3）串口COM1、COM2、COM3：COM1是GPS时钟接口,插座为九针插座，符合RS485标准，波特率从1200、2400、4800、9600可选，默认为2400bps，用配件中的RS232串口线将它与T-GPS时钟的RS485/422连接即可；COM2为PC机接口,插座为九针插座，标准232接口，波特率从1200、2400、4800、9600、19200可选，默认为19200bps；COM3为备用接口。
行波故障测距浅析及配置建议
行波故障测距浅析及配置建议【摘要】：本文介绍了行波故障测距的概念和原理，对两种典型的行波测距方法――单端行波测距法和双端行波测距法的优缺点进行分析，并结合不同电压等级的输电线路，提出了符合对应电网要求的配置建议。
【关键词】：故障测距行波XC-21 输电线路引言对220kV及以上电压等级的电网，当线路发生故障后，必须进行寻线，以寻找故障点，根据故障造成的损坏程度判断线路能否继续运行还是须停电检修。
高压输电线路故障的准确定位，能够缩短故障修复时间，提高供电可靠性，减少停电损失。
对于占绝大多数的能够重合成功的瞬时性故障来说，准确地测出故障点位置，可以区分是雷电过电压造成的故障，还是由于线路绝缘子老化、线路下树枝摆动造成的故障等，从而及时发现事故隐患，采取有针对性的措施，避免事故再次发生。
因此，线路故障后快速寻找故障点就成为保证电网安全稳定运行的一项重要技术，输电线路精确故障定位具有重要意义。
行波测距是利用高频故障暂态电流、电压的行波来间接判定故障位置，包括单端行波测距法和双端行波测距法。
由于其有着较高的精度和准确率，基于行波原理的测距装置已得到较为广泛的应用，其推广和应用对输电线路运行的安全性、经济性和可靠性具有重大意义。
本文介绍了行波故障测距的概念和原理，比较了两种典型的行波测距的方法，根据其特点提出了配置建议。
1行波故障测距原理1.1行波的基本概念线路上任一点电压、电流值实际上是许多个向两个不同的方向传播的电压、电流波值的代数和。
这些电压、电流波以一定的速度运动，因此称为行波。
运动方向与规定方向一致的行波，为正向行波，而把运动方向与规定方向相反的行波为反向行波。
规定由母线指向线路的方向为正向，则由母线向线路运动的行波叫做正向行波（V+、I+），而由线路向母线运动的行波叫做反向行波（V-、I-）。
输电线路故障时，相当于在故障点加上了与该点故障前电压大小相等，方向相反的虚拟电源。
这个虚拟电源产生向线路两端运行的电压、电流行波，经过多次反射、衰减，进入一个新的稳态。
行波测距装置在220千伏及以上电网的应用及优化措施
行波测距装置在220千伏及以上电网的应用及优化措施发表时间：2020-10-10T11:48:41.553Z 来源：《中国电业》2020年6月第16期作者：张月容[导读] 本文分析了现有行波测距法应用中存在的问题和不足，提出了新的优化措施。
即实现一种新的综合测距方式，将行波法测距和阻抗法测距相结合，发挥阻抗法的可靠性优势和行波法精确性的优势来有效的排除扰动数据、提高测距精度。
张月容广西电网有限责任公司玉林供电局广西省玉林市 537000摘要：本文分析了现有行波测距法应用中存在的问题和不足，提出了新的优化措施。
即实现一种新的综合测距方式，将行波法测距和阻抗法测距相结合，发挥阻抗法的可靠性优势和行波法精确性的优势来有效的排除扰动数据、提高测距精度。
关键词：行波测距阻抗法录波行波引言高压输电线路是电力系统的命脉，对国民经济的发展起着关键作用，线路发生故障后能快速地切除故障线路并及时找到故障点加以修复，是继电保护工作者孜孜以求的目标。
故障后的暂态录波数据(工频电压、电流以及高频行波电流)中包含着倍受保护人员关注的故障信息。
近年来，随着技术的进步发展，电力工业自动化已将行波测距这一新领域技术引入继电保护大家庭，在测距算法方面也取得长足的发展，行波测距装置的使用大大减少了巡线的工作量，缩短了故障修复时间，提高了供电的可靠性。
正文 1.现有行波测距法应用中存在的问题和不足现有的行波测距装置利用行波在输电线路上有固定传播速度这一特点，采用小波变换技术，实时分析处理故障行波数据，确定故障距离，其测距精度基本不受线路长度、故障位置、故障类型、负荷电流等因素的影响，其对应测距方法有单端行波测距和双端行波测距方法；随着全球定位系统（GPS）同步时间单元的不断发展，利用线路两侧获取到的行波暂态分量的绝对时间之差计算故障点到线路两侧测量点之间的距离的双端测距算法测量精度高，基本误差可以缩小至500m范围内，但是实际测距装置在现场运行中由于开关动作及线路扰动会导致测距装置存在误启动现象，导致测距装置得到大量无用数据；而单端行波测距分析时，在高阻、端口故障情况下存在反射波波头幅值较小、波头性质难以识别的情况，容易造成测距失败的情况。
现代行波故障测距原理在电力系统中的实际应用
分别为Ｔ Ｍ和ＴＮ，则Ｍ端和Ｎ端母线到故障点的距 离 和Ｄ 分别可以表示为：
Ｄ ＝ ｆ ．／ ＿ｑ ７ ｔ Ｄ （ ， １Ｌ 、＝ ７ 、一 】
Байду номын сангаас
关键词 ：电力系统 行波 故障测距 单端原
理 双 端原理
１ 述 、概
电力传输线路故障后快速进行故障点定位是 保证电网安全稳定运行的一项关键技术 ，也是长期 以来困扰 电网运行的世界性技术难题之一，准确进 行故障点定位有利于减轻人工巡线的工作量、缩短 故障修复时间， 并且可以提高供电可靠性、 减少停 电损失 。 早期 故障测距技 术主要应用 的是故障录波 法、故障阻抗 （ 电抗）法等。二次大战后，受雷达 发明的启发 ，人们开始利用行波现象对电力线路 故障现象进行分析 ，行波测距技术具有所测电压、 电流行波的传播速度接近光速 ， 受过渡电阻、系统 运行方式和线路负荷影响较小等优点，可使线路故 障测距可靠性、精度大大提高。但是，自 ０ ２ 世纪４ Ｏ 年代末早期行波法诞生，Ｎｓ 年代现代行波法的提 ｏ 出之后的一段时间内，由于现场试验条件的限制以 及所提出的各种测距算法不可靠，行波故障测距技 术ｊ未得到实际应用； ｝ 直至９ 年代初，我国学者提 ０ 出了利用电流暂态分量的输 电线路行波故障测距技 术，大夫推动丁现代行波故障测距技术的发展 ，自 此行波测距法重新受到瞩 目。 近几年，随着该领域原理和相应算法的不断 完善 ， 现代行波故障测距技术在电力系统中得到了 越来越广泛的应用。 ２ 现代行波故障测距基本原理 ， 现代行波故障测距原理主要分为Ａ 型单端行 波故障测距原理和Ｄ型双端行波故障测距原理。 ２１ ．双端行波故障测距原理 一Ｄ 型原理 Ｄ型现代行波故障测距原理利用线路内部故障 产生的初始行波浪涌到达线路两端测量点时的绝对 时间之差值计算故障点到两端测量点之间的距离， 原理如图１ 所示。
WFL2010型行波故障测距装置介绍
二、原理介绍
2.1 故障测距法概述 2.2 双端行波测距法 2.3 单端行波测距法 2.4 小波变换原理及应用
WFL2010型行波故障测距装置介绍
2.1 故障测距法概述
测Байду номын сангаас原理
阻抗测距法
优点：实现简单、 成本低；
缺点：受系统阻抗、 负荷电流等因素影 响大，精度差、可 靠性低，特别是互 感器误差难以克服。
输电线路发生故障后，故障点会产生突变 电压，在这个突变电压作用下，线路上会产 生运动的电压、电流行波。无论故障性质、 严重程度、系统接线如何，线路上都会出现 故障行波。
WFL2010型行波故障测距装置介绍
二、原理介绍
2.1 故障测距法概述 2.2 双端行波测距法 2.3 单端行波测距法 2.4 小波和小波测距
WFL2010型行波故障测距装置介绍
二、原理介绍
2.1 故障测距法概述 2.2 双端行波测距法 2.3 单端行波测距法 2.4 小波和小波测距
WFL2010型行波故障测距装置介绍
2.3 单端行波测距法
l1
(TM 2
TM 1 )v 2
l1
L
(TM 2
TM 1 )v 2
单端行波测距利用故障后产生行波达到对端母线后产生的反射波和初 始波头时间差测距；利用故障后产生行波达到本端母线后产生的反射波到 达故障点后发生的再次反射和初始波头时间差测距。
WFL2010型行波故障测距装置介绍
行波测距法
优点：精度高、可 靠性好，基本不受 系统运行方式、过 渡电阻等因素的影 响；
缺点：成本高、系 统构成复杂。.
2.1 故障测距法概述
• 行波 traveling wave: 在线路上沿一定方向传播的电压、电流
浅谈WFL2010输电线路行波故障测距装置安装与运用
乏测量和记录行波信号的技 术条件 ，也没有合适 的数学 部 门 而 言 ， 战 略 管 理 的角 度 ， 立 、 观 、 正 提 出建 从 独 客 公 方 法 来 分 析行 波 信 号 ，因此 制 约 了行 波 测 距 的研 究 和发 议 ， 以期实现其价值 ： 提高 ＷＦ ００输 电线路故障测距 Ｌ２ １ 展 。 Ｌ０ ０ 电 线路 故 障 测距 系统 中 ， 用 了行 波 测 距 装置 实 际安 装效 益 ， 高 电力 系统 安 全 可靠 性 和 经 济性 。 ＷＦ ２ １ 输 采 提 技 术 ， 用 的是 电 流行 波 ， 优 越 性 主 要体 现在 运 用 了小 使 其 战 略 性 管理 讲 求 ， 合 自身 资 源 ， 总结 历史 经 验 教 结 在 波 变 换技 术 。 波分 析 作 为 数 学 学 科 的一 个 分 支 ， 理 论 训 ， 小 在 在总 结 历 史经 验 教 训 、 析 现 状 和 预 测 未来 的基 础 上 分
长 的 石 永 线 测 距 结 果 吻 合 实 际情 况 ， 比如 ２０ ．４ ０ ： ０９８ １ ． ５ ：８ 个报 文 记 录事 件 ， 距 结 果 为 ６ ． ９ｋ ８１ 这 测 ７６ ｍ而 对 侧 ７ 运 行 人 员 告 知 的 实 际 记 录 结 果 为 １ ．３ ｋ ５０ ｍ， ６ ．７ ＋ ５０ ＝ ２７ ９ ｋ 全 线 长 度 为 ８ ． ｋ 作 为 距 离 ７６ ９ １ ．３ ８ ．０ ｍ， ２５ ｍ。
普 通 的 电 容 分 压 式 电 压 互 感 器 不 能 转 换 频 率 高 达 数 百 ｋｚ Ｈ 的行波信号 ，为 了获取 电压行波则需要装设 专门的 行 波耦 合 设 备 ， 而使 得 装 置 构 成 复 杂 、 资 大 ， 且 缺 因 投 而 科 技 项 目有 评 估 ，行 波测 距 的优 越 性 的 实 际应 用体 现， 即是 一 个 实 际效 益 的 评 估 依 据 。 厂 家 而 言 ， 实 施 对 对 该项 目的企 业 而 言 ，以 及 对该 科 技 项 目实 施 项 目管理 的
国家电网行波测距装置运行规程(试行)
安徽电网行波测距装置运行规程（试行）安徽省电力公司二〇〇六年九月目录第一章总则第二章测距装置及测距系统介绍第三章参数设置第四章装置运行第五章装置管理附录一 XC-21行波测距装置常见异常情况及处理附录二 WFL-2010行波测距装置常见异常情况及处理附录三 WFL-2010行波测距装置主站各文件夹内容介绍附录四名词解释附录五 WFL-2010行波测距装置终端文件的命名规律第一章总则1.1行波测距装置可以精确定位线路故障点，目前已在安徽电网广泛使用。
为了加强对行波测距装置的管理，提高行波测距装置的运行可靠性，更好地发挥行波测距装置的作用，现依据厂家说明书和系统运行实践总结，特制定本规程。
1.2行波测距装置利用高频故障暂态电流（电压）的行波来间接判定故障点的距离，实现对故障点的精确定位。
它可以大大减少巡线的工作量，缩短故障修复时间，提高供电可靠性。
该产品适用于110kV 及以上中性点直接接地系统。
1.3制定本规程的目的,旨在全省范围内统一和完善行波测距装置技术管理标准, 同时也可作为全省各单位行波测距现场运行规程和调度运行说明的补充。
1.4本规程适用于我省电网中运行的两种型号行波测距装置。
1.5各级调度人员、220kV电压等级的发电厂、站值长、电气班长、电气值班人员、220kV变电站值长、值班人员以及各单位继电保护专责人、专业人员均应熟悉本规程。
1.6本规程根据装置的改动或升级，可能需要不定期地修改完善。
本规程解释权属安徽电力调度通信中心。
第二章测距装置及测距系统介绍2.1装置特点我省电网目前使用两种不同型号的行波测距装置，即中国电力科学研究院保护与自动化公司生产的WFL－2010型行波测距装置和山东科汇电气股份公司生产的XC-21型行波测距装置。
上述装置均利用行波在输电线路上有固定传播速度这一特点，采用小波变换技术，实时分析处理故障行波数据，确定故障距离。
与采用传统的阻抗法计算故障距离相比，其主要特点是：2.1.1先进性：其测距精度基本不受线路长度、故障位置、故障类型、负荷电流、接地电阻、故障时电压相角、大地电阻率及一些较强干扰的影响。
配网架空线行波故障测距装置设计
配网架空线行波故障测距装置设计李传健;郑文杰;钟澎;朱金超;蒙红发【摘要】The accurate fault location of distribution network over head transmission line is important measure to improve the safety operation of the electricnetwork.Whenever a fault occur since the transmissionline,the quick and exact fault location will not only reduce the manual work of the line inspectors,but also facilitate removal of fault and power restoration quickly for cutting down on economic loss due to the failure.In general the research addresses an important field that has both safety and economic implications.But in practical application the accuracy of system is decreased by the reasons of unsynchronized sampling and low sampling speed which cause the bigger location error. This thesis aims at designing the system schema of the high-speed dataacquisitiondevice for the fault locator, realizing high-speed, data acquisitionandlarge capacity data storage, analyzing the errorsource and difference between GPS system and oven controlled crystal oscillator ,providing the calibration algorithm of the second pulse of GPS system,anddeveloping the power supply for fault locator which can provide the referencefor finding fault time,judging fault type and calculating fault point distance.%农村配网长距离架空线路发生故障后，若能迅速、准确的进行故障定位，可以减少巡线任务，能够快速确定故障、恢复供电，减少和避免因配电线路长时间故障引起的损失。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.4 小波变换原理及应用
时域表示
信号随时间变化的规律，信息包括均值、方差、峰度以及峭陡等，更精细 的表示就是概率密度分布（工程上常常采用其分布参数）。
频域表示
信号在各个频率上的能量分布，信息为频率和谱值（频谱或功率谱），为 了精确恢复原信号，需要加上相位信息（相位谱），典型的工具为FFT。
时频表示
WFL2010型行波测距装置介绍
(原中国电科院) 2013 年 10月
一、功能介绍 二、原理介绍 三、系统构成 四、组网方式与通讯方式 五、日常操作与运行检查 六、告警信息说明与处理
一、功能介绍
输电线路发生故障后，即使重合成功，也需要巡线人员查找故障点， 根据故障造成的损坏程度判断线路能否继续运行还是须停电检修，以消 除隐患。
测距精度受线路定值——线路长度的准确性影响。
二、原理介绍
2.1 故障测距法概述 2.2 双端行波测距法 2.3 单端行波测距法 2.4 小波和小波测距
2.3 单端行波测距法
l1
(TM 2
TM 1 )v 2
l1
L
(TM 2
TM 1 )v 2
单端行波测距利用故障后产生行波达到对端母线后产生的反射波和初 始波头时间差测距；利用故障后产生行波达到本端母线后产生的反射波到 达故障点后发生的再次反射和初始波头时间差测距。
二、原理介绍
2.1 故障测距法概述 2.2 双端行波测距法 2.3 单端行波测距法 2.4 小波和小波测距
2.2 双端行波测距法
l1
M
t1
l2 t2
N
l1
L
(t2 t1)v 2
L
双端行波测距原理
l2
L
(t1 t2 )v 2
双端行波测距是通过计算线路故障产生的电压或电流行波的第一个行 波波 头到达线路两端的时间差来计算故障位置。
CWT
信号
不同尺度和平移因子的小波
小波分解过程
2.4 小波变换原理及应用
小波变换平移与伸缩
2.4 小波变换原理及应用 线路故障原始电流波形和小波变换后的波形
小波变换： 时域、频域表征信号局部特征 具有按频带分析信号的能力， 确定故障行波到达 时间及其传 播速度。
小波变换应用于行波故障测距有其独特的优点， 小波变换可作为行波分析和故障分量提取的理想工具。
2.3 单端行波测距法
要实现精确的故障 定位，应以双端行 波测距法为主，辅 助以单端行波测距 法。
故障初始波头
对端母线反射波：极性与初始波头相反 故障点反射波：极性与初始波头相同
2.3 单端行波测距法
单端法的优点
设备成本低，无需双端通讯及对时。 不受线路长度误差和线路两端一、二次设备及GPS时间差影响 。
2.4 小波变换原理及应用
目前，WFL2010故障测距装置在全国超过1000个厂站中应用，市场占有率62%。
理论研究代
1997
1998
2004
2012
• 首次提出基于小波变换 • 基于理论研究成果推出 • 全国电网中推广应用
波速非固定值，与时间相关，基准波速和线路结构、长度相关联。
2.2 双端行波测距法
双端法的优点
双端行波测距由于是利用第一个行波波头，不存在区分故障点反射波和对端 母线反射波的问题，原理上简单可靠，其测距精度基本不受线路的故障位置、 故障类型、线路长度、接地电阻等因素的影响。
双端法的缺点
需要接入对时设备，能进行通讯，由此增加了设备成本，并受其可靠性影响。
二、原理介绍
2.1 故障测距法概述 2.2 双端行波测距法 2.3 单端行波测距法 2.4 小波变换原理及应用
2.1 故障测距法概述
测距原理
阻抗测距法
优点：实现简单、 成本低；
缺点：受系统阻抗、 负荷电流等因素影 响大，精度差、可 靠性低，特别是互 感器误差难以克服。
行波测距法
优点：精度高、可 靠性好，基本不受 系统运行方式、过 渡电阻等因素的影 响；
时间和频率联合表示的一种信号表示方法，信息为瞬时频率、瞬时能量谱。
2.4 小波变换原理及应用
时频分析 在电力系 统的应用
时域表示和频域表示只适用于平稳信号，对于非平稳信号而言，在时 间域各种时间统计量会随着时间的变化而变化，失去统计意义；而在 频率域，由于非平稳信号频谱结构随时间的变化而变化导致谱值失去 意义。
多故障、长距离输电线路的高精度故障定位。适用于110kV及以上 中性点直接接地系统的输电线路故障测距。
输电线路故障测距技术是保证电网安全的一项重要技术。智能电网 对自愈性的要求，对精确故障定位提出了更高的要求。
一、功能介绍 二、原理介绍 三、系统构成 四、组网方式与通讯方式 五、日常操作与运行检查 六、告警信息说明与处理
信 号 x(t)的 时 域 波 形 1
0.5
0
-0.5
-1
0
0.5
1
1.5
2
时 间 t/s
信 号 x(t)的 单 边 频 谱 0.5
0.4 0.3
0.2
0.1
0
0
10
20
30
40
50
频 率 f/Hz
幅度 A |Y(f)|
2.4 小波变换原理及应用
傅立叶变换与小波变换对比
FT
信号
连续正弦波或余弦波
傅立叶分解过程
小波变换，是集泛函分析，傅里叶分析，样条分析、调和分析、数值分 析于一体的综合性学科。
通过对满足一定条件的，主要只存在于某一时域或频域段的函数作伸缩 平移变换，生成一组基函数，成为布满整个平方可积函数空间－L2（R）空 间的正交、斜交、半正交、双正交坐标基或变换核，用于分解突变信号，暂 态信号、非稳定信号等可积函数。
单端法的缺点
可靠性相对差，反射波识别错误时，测距精度难以保证。
二、原理介绍
2.1 故障测距法概述 2.2 双端行波测距法 2.3 单端行波测距法 2.4 小波和小波测距
2.4 小波变换原理及应用
小波(分析)是用来对行波测距装置采集到的线路故障数据进行分析计算 的一种数学分析方法，它不是由行波测距装置或者线路故障产生的一种电压 波或电流波。
缺点：成本高、系 统构成复杂。.
2.1 故障测距法概述
• 行波 traveling wave: 在线路上沿一定方向传播的电压、电流
波，其中沿参考方向传播的行波称为正向行 波（或前行波），沿参考方向的相反方向传 播的行波称为反向行波（或反行波）。
输电线路发生故障后，故障点会产生突变 电压，在这个突变电压作用下，线路上会产 生运动的电压、电流行波。无论故障性质、 严重程度、系统接线如何，线路上都会出现 故障行波。