WFL2010型行波故障测距装置介绍
浅谈WFL2010输电线路行波故障测距装置安装与运用
浅谈WFL2010输电线路行波故障测距装置安装与运用摘要：文章通过对WFL2010输电线路行波故障测距装置安装的经验教训总结，找出安装过程中遇到的问题和解决办法，通过对该装置历时1年运行情况介绍，找出该装置的优越性与不足。
最后，针对该装置，为运行维护人员，生产厂家以及该项目相关管理部门做出建议。
价值在于，提高该装置安装运用效益与电力系统安全可靠性和经济性。
关键词：电力系统；输电线路；行波；测距装置；安装电力系统传统的查找输电线路故障的办法，就是需要动用大量的人力、物力、财力，通过一些理论分析结论，或者长期经验，对全线路大范围巡线。
80年代，伴随计算机科学技术的发展，虽然逐渐运用了录波测距仪，依赖分析故障录波结果来估算故障点位置，在传统查找线路故障点的效率基础上有所提高。
但测距精度得不到保障，原因是其原理受到较多因素的影响，比如阻抗原理测距精度受弧光电阻、线路换位不换位、长线分布电容、互感器误差等因素影响及不适用于有分支线路、串补电容以及有一部分同杆并架双回路区段线路的缺点。
在这样的发展趋势下，电力部门迫切希望能研制出精度高的线路故障测距装置，以解决线路故障点寻找难的问题。
随着电力系统技术理论和实践运用的不断发展，新型装置的实践与应用，必然有其研发理论成果作为先导。
纵看近年来，较多出现了有关学者对小波方式测距的研究理论成果。
WFL2010输电线路故障测距系统，是由中国电力科学研究院开发生产的新型产品。
其基于行波原理，利用一种先进的数学工具一小波变换技术来分析输电线路故障时产生的行波信号，从而确定故障点距离的新系统。
2006年11月，我局按公司系统要求与安排，开始新引进和装配WFL2010输电线路故障测距系统。
分别安装在500 KV石板箐变电站和220 KV青龙山变电站。
前者作为二滩水电站送出电，川电东送以及攀枝花电网联系外电网重要变电站，为攀西乃至四川电网中技术含量最高的变电站之一，该站具有跨山区，长距离输电线路。
FWHT-2010型高压电缆外护套故障定位装置
FWHT-2010型高压电缆外护套故障定位装置一、简介FWHT-2010型高压电缆外护套故障定位装置是查找铺设后超高压电缆外护层破损故障的专业设备。
能在故障电缆停电情况下，对电缆外护层故障进行准确定位。
装置包含三部分：1.高压电缆外护套故障定位测试主机：采用新型高压智能电桥进行护层故障测距，可用于护层直流耐压试验及高阻接地故障的烧穿。
2．护层故障定位电源：为超高压电缆护层故障定点提供大功率高压脉冲信号源。
3．数字式故障定位接收器：利用跨步电压法精确定位故障点。
二、特点：1.主机采用新型高压智能电桥，只需要输入电缆全长，测试完毕彩色液晶屏直接显示故障距离及故障/全长的比例等信息，操作简便，无需人工计算。
2.主机采用大功率高压直流信号源，可用于护层直流耐压试验及高阻接地故障的烧穿。
具有高压试验完自动放电功能，使用安全可靠。
3.护层故障定位电源采用创新技术，体积小、重量轻、输出功率大。
4.故障定位接收器具有信号波形显示、故障点方向指示等功能。
抗干扰能力强，简单直观，5.接收跨步电压的A字架折叠式设计，便于携带。
三、技术参数：1、主机：输出电压：DC 0～10KV可调输出电流：0～100mA可调输出方式：连续/断续最大输出功率：1kW 持续烧穿功率：800w电源：AC 220V，50Hz，6A体积：480mm×370mm×320mm。
2、护层故障定位电源技术参数输出电压：DC 0～2Kv输出电流：0～1000mA最大输出功率：800W输出方式：连续/断续工作电源： AC220V/50Hz体积： 333mm×236mm×176mm3、数字式故障定位接收器（含手持接收盒及A字架）信号接收模式：跨步电压信号，A字架输入最高检测灵敏度：跨步电压信号0.1mV显示功能：阳光下可视LCD。
高压输电线路行波故障测距技术探析
高压输电线路行波故障测距技术探析摘要：高压输电线路是电力系统的命脉，它担负着传送电能的重任。
同时，它又是系统中发生故障最多的地方，并且极难查找。
因此，在线路故障后迅速准确地把故障点找到，不仅对及时修复线路和保证可靠供电，而且对电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的意义。
本文概述了故障测距算法的几种方法，详细分析对比了行波测距法。
关键词：高压线路；故障测距；行波0引言高压输电线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一，具有巨大的社会经济效益。
输电线路故障测距按采用的线路模型、测距原理、被测量与测量设备等的不同有多种分类方法。
根据测距原理分为故障分析法和行波法；根据测距所需的信息来源分为单端法、双端法和多端法。
1输电线路故障测距的意义电力系统输电线路上经常发生各种短路故障,在故障点有些故障比较明显,容易辨别,有些故障则难以发觉,如在中性点不接地系统发生单相接地故障时,由于接地电流小,所以在故障点造成的损害小,当保护切除这一故障后,故障点有时很难查找,但这一故障点由于绝缘已经发生变化,对整个线路来讲比较薄弱,很可能就是下次故障的发生地,因此,仍然需要尽快找到其位置。
其次,输电线路穿越的地形复杂,气候恶劣,特别是远距离输电线路,难免要穿越山区,沙漠这些人迹罕至的偏僻地带,交通十分不便。
再者,多数故障往往发生在风雪,雷雨等较为恶劣的天气中发生。
另外,我国电力系统的巡线装备简陋,使得故障测距的准确度,对故障巡线工作起了关键性的作用。
2故障分析法故障分析法根据系统在运行方式确定和线路参数己知的条件下，输电线路故障时测量装置处的电压和电流是故障距离的函数，利用故障录波记录的故障数据建立电压、电流回路方程，通过分析计算得出故障距离。
2.1利用单端数据的故障分析法利用单端数据的故障分析法包括阻抗法、电压法和解方程法。
阻抗法瞄。
是利用故障时在线路一端测到的电压、电流计算出故障回路的阻抗，其与测量点到故障点的距离成正比从而求出故障距离。
WFL型行波故障测距装置介绍(月日原电科院)
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
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(t1 t2 )v 2
南方电网故障录波及行波测距装置验收规范(2012年版)
Q/CSG —ICS备案号： Q/CSG中国南方电网有限责任公司企业标准南方电网故障录波及行波测距装置验收规范中国南方电网有限责任公司 发 布Q/CSG—目次前言 (1)1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3总则 (1)4作业风险控制 (1)4.1防止人身触电 (1)4.2防止高空坠落 (1)4.3防止继保“三误” (2)4.4其他 (2)5故障录波及行波测距验收 (3)附录1 故障录波装置验收文档 (7)附录2 行波测距装置验收文档 (15)IQ/CSG—前言为规范南方电网故障录波及行波测距装置的验收，指导现场验收作业，提高验收质量，特编制本规范。
本规范的附录为规范性附录。
本标准由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出并负责解释。
本标准由中国南方电网超高压输电公司负责起草，广东电网公司系统运行部、广西电网公司系统运行部、云南电网公司系统运行部、贵州电网公司系统运行部、海南电网公司系统运行部、超高压南宁局、广州供电局、东莞供电局参与并提出宝贵意见。
主要起草人：丁晓兵、田力、鲁德峰、刘锦兰、周红阳1Q/CSG—南方电网故障录波及行波测距装置验收规范1范围本规范适用于常规变电站的故障录波及行波测距装置现场验收检验。
本规范不适用于数字化变电站的故障录波及行波测距装置验收检验。
直流换流站故障录波及行波测距装置参照执行。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 7261-2008 继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 15145-2008 输电线路保护装置通用技术条件DL/T 995-2006 继电保护和电网安全自动装置检验规程DL/T 478-2010 继电保护和安全自动装置通用技术条件DL/T 624-2010 继电保护微机型试验装置技术条件中国南方电网继电保护反事故措施汇编3总则3.1本规范规定了故障录波及行波测距装置现场验收的基本项目及内容要求。
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
南方电网故障录波器及行波测距装置技术规范解读
中国南方电网有限责任公司企业标准南方电网故障录波及行波测距装置技术规范Technical specification for fault recorder and travelling wave faultlocation device of CSGQ/CSGICS备案号：目次1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 故障录波装置技术要求 (2)5 行波测距装置技术要求 (7)附录A HDR文件格式 (9)附录B 故障录波装置建模原则 (19)附录C 故障录波装置录波量接入原则 (21)前言为规范、指导南方电网110 kV及以上系统故障录波装置及行波测距装置选型配置，依据国家和行业的有关标准和规程，特制定本规范。
本规范的附录为资料性附录。
本规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出。
本规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部归口并解释。
本规范在起草的过程中得到了广东省电力设计研究院、广东电网公司、广西电网公司、云南电网公司、贵州电网公司和海南电网公司的大力支持。
本规范主要起草人：丁晓兵、庞学跃、刘玮、李一泉、邓小玉、刘千宽南方电网故障录波及行波测距装置技术规范1范围1.1本规范规定了南方电网公司范围内110kV及以上常规厂站故障录波装置和行波测距装置的技术标准和要求。
直流换流站录波装置和行波测距装置参照执行。
1.2本规范适用于南方电网公司范围内110kV及以上常规变电站的故障录波装置和行波测距装置新建、改造工程。
故障录波装置和行波测距装置的设计、施工、验收及运行维护应参照本规范执行。
1.3本规范与《中国南方电网继电保护通用技术规范》一起，构成故障录波装置和行波测距装置的全部技术要求。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而构成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，但鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
新型行波故障测距装置在智能变电站中的应用
新型行波故障测距装置在智能变电站中的应用摘要：智能变电站是建设智能电网的重要组成部分，由于现有书店线路行波测距装置应用到智能变电站中存在行波故障信息提起等严重问题，通过应用新型行波故障测距装置，解决电子式互感器中提取行波故障信息的难题，有利于促进智能电站管理水平的提升。
本文简单探讨新型行波故障测距装置在智能变电站中的应用。
关键词：智能变电站；新型行波故障测距装置；行波故障一.引言随着IEC61850标准的提出和智能电子设备的采用，使得智能变电站的建设成为现实。
目前我国正在大力推进智能变电站的建设，智能变电站已成为管理、应用的重点研究对象。
在智能变电站中，由于设备运行方式和常规变电站不同，原有设备无法正常工作，需要进行改进。
输电线路行波测距装置就存在类似的问题。
二．智能变电站故障测距系统概述1.智能电网故障测距系统构成。
智能电网故障测距系统的构成与现有测距系统类似，由变电站内的测距终端装置及测距主站构成。
测距终端装置负责数据的采集、发送，测距主站完成计算、信息发布等功能。
测距主站可以就地配置也可配置在远方，配置远方主站更有利于后期维护与管理。
测距终端装置和测距主站均就地配置时，一般统称为测距装置。
2.智能变电站故障测距装置为了符合智能变电站各项技术要求，智能变电站故障测距装置必须做出较大改动，与传统变电站故障测距装置的区别见（图1，图中ＭＭＳ为多媒体短信服务，ＧＯＯＳＥ为通用面向对象的变电站事件），体现在以下几点：（1）数据的就地采集；（2）装置的ＩＥＣ６１８５０标准通信；（3）算法程序改进，主要体现在增加阻抗法测距及过渡电阻估算等功能。
3. 行波法故障测距的原理及分类近年来，全国电网逐渐升级换代，变电站容量不断增大，作为各变电站间能量传输的通道，高压输电线路在电力系统中地位显得越来越重要，高压输电线路的可靠性相对整个电网的安全运行也具有越来越重要的作用。
随着电压等级从超高压到特高压不断发展，电力系统对电网安全运行的要求越来越高，输电线路发生故障后的影响也将会越来越大，对线路修复的准确性和快速性也提出了更高的要求。
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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
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(TM 2
TM 1 )v 2
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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
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）。
WFL2010型行波故障测距装置介绍
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。 测距精度受线路定值——线路长度的准确性影响。
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。
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
2.4 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。
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。
WFL2010型行波故障测距装置介绍
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
WFL2010型行波故障测距装置介绍
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
WFL2010型行波故障测距装置介绍
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 。
WFL2010型行波故障测距装置介绍
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。
1 0.5
0 -0.5
-1 0
信 号 x(t)的 时 域 波 形
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
WFL2010型行波故障测距装置介绍
幅度 A |Y(f)|
2.4 小波变换原理及应用
WFL2010型行波故障测距装 置介绍
WFL2010型行波故障测距 装置介绍
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
WFL2010型行波故障测距装置介绍
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。
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。
时频表示
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。
WFL2010型行波故障测距装置介绍
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。
WFL2010型行波故障测距装置介绍
2.2 双端行波测距法
l1
M
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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。
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。