浅谈变电站中行波测距装置的实用技巧
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。
行波测距新技术及其应用
• 现场应用（续）
单端波形分析（续）
F
i(t)
故障初始行波
故障点反射波
t TS1 TS2 TS3
故障点在线路中点以内，第二个行 波脉冲是故障点反射波。
• 现场应用（续）
单端波形分析（续）
S 故障初始行波 对端反射 波 TS1 TS2 TS3 F R 故障点反射波 t
故障点在线路中点以外且存在透射时，第二个行波脉 冲是对端反射波在故障点的透射。故障点反射波与一 般对端母线反射波极性相反。
输电线路故障行波测距技术
科汇电气有限公司
• 概述
故障测距的作用
• 缩短故障修复时间，提高供电可靠性， 减少停电损失。 • 减轻人工巡线工作量 • 发现造成线路瞬时故障的绝缘薄弱点、 线路走廊下的树支等事故隐患，及时处 理，防止故障的再一次发生。
• 概述（续）
故障测距方法
• 故障分析法：根据故障时电压、电流录 波图估算故障距离。 • 阻抗法：通过测量阻抗来计算故障距离。 • 行波法：通过测量电压、电流行波在线 路上传播的时间，计算故障距离。
• 核心技术（续） 利用普通的电流互感器测量电流行波
• 科汇在世界上首次提出利用普通的电流互感器 测量电流行波，并通过数字仿真分析及对实际 CT的测试证明之。 • 利用CT测量电流行波优点
–象常规的保护录波装置一样接入，具有简单、易于 实现的优点。 –不需要额外投资 –由于母线有较大的分布电容，母线处感受到电压行 波波头幅值较小且上升速度慢，而电流行波波头却 有较大的幅值且上升速度很快，利用故障电流行波 检测灵敏度高。
电流行 本系统 一般是 1 个塔 各种形 不需要 有 波法 距，最大不超 式线路 公里。 过 1 公里。
• XC行波测距装置（续）
浅析行波测距技术在500kV输电线路上的运用
都 是 Ｍａ ｐ ． Ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ模 型 ， 数 据 在 Ｍａ ｐ阶 段 进 行 分 块 ， 分 块 后 的 数 据 被 分 到不 同 的节 点 上 处 理 ，在 Ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ阶 段 指 定 某 种 规 则 对 在 Ｍａ ｐ阶段 数 据处 理 后 的结 果 进 行 合 并 和 归 约 。 程 序 员 只 需 要 指定 Ｍａ ｐ和 Ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ函数 ， 不 需 要 用 户 关 心 多节 点 上 运 行
对象 ， 如Ｃ Ｐ Ｕ、 内存、 磁 盘等 ； 虚拟化提供向用户透明的服务 ， 经
虚 拟 化后 的 逻 辑 资 源 对 用 户 隐 藏 了 不 必要 的 细 节 ， 用 户 不必 关
心虚 拟 了 什 么对 象 只需 配置 环境 即可 ： 用 户 可 以在 虚 拟 环 境 中 实 现 在 真 实 环 境 中 一样 的部 分 或 者 全 部 功 能 。 根 据 被 虚 拟 的 资
技 经 济 市场
浅析行 波测距技术在 ５ ０ ０ ｋ Ｖ输 电线路上 的运 用
慕容建辉
（ 广 东电 网有 限责任 公 司肇 庆供 电局 ， 广 东 肇庆 ５ ２ ６ ０ ６ ０ ）
摘 要： 近 年来 。 我 国 电力 系 统 快速 发展 ， 主 要表 现 为 高压 线 路增 多 、 输 电距 离 的 扩 大 、 输 电线 路 所 处 的地 理 环 境 越 来 越 复 杂 多样 。 伴 随着电力系统的飞速发展， 准确排查线路故障、 保 障供 电 系 统 稳 定 性 、 维护电网安全显得尤 为重要。实践证 明， 行 波 测 距技 术 的 发 展 ， 为提高故障测距的准确度 ， 维 护 电 网安 全 具 有 十 分 重 要 的 意 义 和 作 用 。 关键 词 ： 故障测距： 行波； 故 障 定 位
线路行波测距在500kV变电站的应用分析及改进措施
线路行波测距在500kV变电站的应用分析及改进措施
孟荣;张志昊;褚罡
【期刊名称】《华北电力技术》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】输电线路行波测距装置的应用,提高了输电线路的测距精度,对线路巡线和事故抢修非常有利,但行波测距装置在使用中仍然存在着一些问题,较为突出的是测距存在误差和无有效测距报告.文章对引起行波测距装置存在问题的原因进行了分析,并提出了改进措施.
【总页数】3页(P30-32)
【作者】孟荣;张志昊;褚罡
【作者单位】河北省电力公司超高压输变电分公司,河北石家庄050071;河北省电力公司超高压输变电分公司,河北石家庄050071;河北省电力公司超高压输变电分公司,河北石家庄050071
【正文语种】中文
【中图分类】TM77
【相关文献】
1.一起500kV变电站跨路管母脱落原因分析及改进措施 [J], 苏文宇;徐珍;黄斌
2.500kV输电线路悬垂绝缘子掉串原因分析及改进措施 [J], 肖飞
3.500kV线路远方跳闸保护运行分析及改进措施 [J], 虞晓洁;周云波
4.行波测距在500kV变电站的应用及其存在问题研究 [J], 陈厚斯;吕飞鹏;韩传鼎
5.同杆双回 500kV 输电线路防雷特性分析及改进措施 [J], 易辉
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浅谈行波测距在电力系统中的应用
浅谈行波测距在电力系统中的应用发表时间：2018-10-01T10:57:04.477Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：赵明凯[导读] 摘要：快速、及时的将故障设备从系统中切除是电力系统安全、稳定运行的重要保证，行波测距利用发生故障后电压电流波形的特点，能快速准确的查找故障点而被广泛应用。
(深圳供电局有限公司广东深圳 518000)摘要：快速、及时的将故障设备从系统中切除是电力系统安全、稳定运行的重要保证，行波测距利用发生故障后电压电流波形的特点，能快速准确的查找故障点而被广泛应用。
现结合行波测距在我所的应用现状，对220kV线路行波测距技术原理及相关装置的日常维护作了简要叙述，讨论了行波测距技术在日常运维中存在的问题，并提出了相应的改进措施。
关键词：行波行波测距引言由于输电线路长期在风、雨、雷电、污、雾等恶劣环境下运行，发生故障的机率极高，且对于系统中发生的瞬时故障能及时、准确的定位故障点，然后分析事故原因，尽早发现、排除事故隐患，是保证供电可靠性的前提条件，也是每个电力工作者的首要任务。
随着科学技术的不断发展，行波测距技术在电力系统中的应用逐渐普遍起来，作为一名变电站值班员必须对此技术有所了解。
1 三种故障测距方法的对比根据测量原理，线路故障测距可分为：阻抗测距法、故障测距法、行波测距法。
三种测距方法的优越性对比如表1。
表1 三种测距方法的优越性对比从表1中可以看出，行波测距在准确性、应用范围两方面优于其它两种测量方法，但是对测量装置以及通信技术要求较高，所以行波测距的经济性较差，且装置的误差不易消除。
随着科学技术的不断完善，相信这些缺点将不再制约行波测距技术的发展。
2 行波的概念行波是输电线路发生故障后，在故障点产生的向线路两端传播的暂态故障波形，它的传播速度接近于光速且基本恒定，不受线路参数、线路负荷以及过渡电阻的影响，如果在线路两端能够精确的测量到行波到达时间，通过简单的数学计算即可得到故障点到测量点之间的距离，行波测距装置就是根据这一原理制成的。
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。
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。
浅谈220kV电网行波测距系统组网运行实践
浅谈220kV电网行波测距系统组网运行实践摘要：在高压输电线路故障后，快速准确地找到故障点对于迅速恢复送电及排除事故隐患具有重大意义。
虽然保护装置及故障录波器在动作后也可以提供故障点位置信息，但因其采用的是传统的阻抗法，由于原理上的缺陷，过渡电阻、系统阻抗、负荷电流等因素都对测距精度有较大影响。
行波测距系统由于其故障测距基本不受以上各种因素的影响，精度较高，具有较大的优势。
本文以某电网为例，详细介绍了电网220 kV行波测距系统组网运行实践，研究了目前行波测距组网运行与实践中的难点，并提出了处理方案。
关键词：220kV电网；行波测距系统；组网；运行1 行波测距系统的工作原理与应用1.1 单端电气量行波测距原理在被监视线路发生故障时，故障产生的电流行波会在故障点及母线之间来回反射。
装设于母线处的行波测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态电流行波信号，使用模拟高通滤波器滤出行波波头脉冲，根据到达母线的故障初始行波脉冲S1与由故障点反射回来的行波脉冲S2之间的时间差Δt来实现故障测距，找出故障点。
4电网220 kV 行波测距系统组网运行实践中的难点及处理方案4.1 行波测距系统程序缺陷由于行波测距系统最初为单机版，不支持网络通信，针对组网运行的需求对原程序进行了改进，并对新程序进行了测试。
但新程序在安装与使用的过程中仍发生了以下一些问题：原设计子站数量过少，无法满足大规模组网；行波测距程序对操作系统版本兼容性差，导致经常出现死机；故障文件的GPS时间有时会发生紊乱等，影响了双端行波测距结果；子站及主站均采用Windows 操作系统，而且为每周7×24 h运行，其稳定性不强，有时出现死机现象。
解决方案：修改行波测距程序并更换操作系统。
4.2 行波测距系统硬件故障率相对较高相对继电保护装置，目前行波测距系统硬件故障率较高，主要原因有：子站采用工控机配置，有硬盘等旋转部件，较易发生故障；装置电源、交流采样板等部件故障率相对较高；GPS天线易受雷电损坏。
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浅谈变电站中行波测距装置的实用技巧
发表时间：2017-04-26T14:46:01.843Z 来源：《电力设备》2017年第3期作者：黄怡飞顾滤罗灿伟李斌田维文[导读] 摘要：通过对单、双端行波测距原理的分析，对比其优缺点，同时阐述变电站中需要单、双端行波测距配合使用的原因，并提出了一种实用的了单端测距的波分析与测距读取技巧。
（南方电网超高压输电公司贵阳局贵州贵阳 550081））摘要：通过对单、双端行波测距原理的分析，对比其优缺点，同时阐述变电站中需要单、双端行波测距配合使用的原因，并提出了一种实用的了单端测距的波分析与测距读取技巧。
关键词：单端测距；双端测距；初始行波；反射波；透射波 1引言
在变电站的运行工作中，行波测距装置发挥着重要的作用，当电力系统中发生故障时，他能够帮助运行人员快速的进行故障定位，提高故障查找效率，从而提高电网可靠性。
目前的行波测距装置一般具有单端测距和双端测距的功能，两种测距方式利用的原理不一样，各有优缺点，有效的配合使用才能更好的发挥完善的测距功能。
由于影响行波传递的外界因素比较多，因此能够正确的分析和识别波形对于我们故障定位和查找有很大的帮助。
2 单、双端行波测距原理 2.1单端行波测距的原理
单端行波测距关键是要准确求出故障点发出的行波第一次到达测量端与其从故障点反射回测量端的时间差。
如下图1所示：假设线路AB中 C点发生了故障，该线路在A站侧装设的行波测距装置，故障点发出的行波第一次到达A站的时间为T1，该行波在故障点C处反射后第
二次到达A站的时间为T2。
设波速为V，那么可求出故障点到A站的距离为：AC= 2.2双端行波测距的原理
双端行波测距关键是要准确求出故障点发出的行波第一次到达线路两端的时间。
如下图2所示：假设线路AB中C点发生了故障，该线路两侧A、B站均装设了行波测距装置，故障点发出的行波第一次到达A、B站的时间分别为T1，T2，线路AB的全长为L。
设波速为V，那么可以分别求出故障点到A、B站的距离： AC=
BC=
3 单、双端测距优缺点分析
通过原理分析，我们可以看出，双端测距时，线路两侧都只需要检测第1次到达的行波，测量装置容易识别，且不经过多次反射、透射的波形受系统运行方式、潮流、线路过渡电阻等因素的影响较小，而单端测距需要识别出故障点反射的行波到达测量端的时间，且反射行波受系统因素影响较大，因此双端测距的结果比单端测距可靠性更高。
但当两站之间存在多回线路时，双端测距的设计原理存在缺陷，如下图3所示：
AB两变电站之间有两条线路，长度分别为L1、L2，且L1>L2，假设故障点C靠近A变电站，它与A站的距离l1<L1-L2，故障点发出的电流行波i1、i2分别向两端传递，i1通过母线透射到线路L2上的电流行波i3沿线路到达B变电站后再由母线投射到线路L1上产生的电流行波i4。
由于l1+L2<L1，因此，i4会比i2先到达B变电站的测量装置，这样就导致第一次到达B变电站的行波并不是由故障点直接发出的，双端
测距的公式就无法直接使用。
另外，双端测距需要有GPS系统，及两端通信系统的支持，当上述系统故障时，双端测距也无法正常工作，因此变电站的行波测距装置需要单端测距和双端测距配合使用。
4 单端测距使用技巧
通过上述分析我们已经清楚的知道单端测距的重点和难点就是要识别出经故障点反射后的行波再次到达测量端形成的波形，从而对比故障点发出的行波第一次到达测量端所形成的波形得出故障测距。
为了更好的在行波测距装置上识别出故障点反射的行波，首先我们要区别几个波形的概念。
故障初始行波是指故障点发出的电流行波第一次到达测量端时形成的波形。
故障点反射波是指故障点发出的电流行波到达测量端后又反射回故障点，然后经故障点反射后再次到达测量端时形成的波形。
对端母线透射波是指故障点发出的电流行到达对端母线后反射的行波经故障点透射后到达测量端时形成的波形。
线路全长反射波是指故障点发出的电流行波到达测量端后又反射到对端母线，然后再经对端母线反射后再次到达测量端时形成的波形。
通过母线及故障点的反射系数、反射电流的计算可以得出，当线路两端所连接母线上的出线数均大于等于3时故障点反射波与故障初始行波极性相同，对端母线透射波与故障初始行波极性相反，线路全长反射波与故障初始行波极性相同（电流行波极性的结论只用于测量线路两端母线上都接有三回及以上线路的情况）。
这样就能比较容易的在行波测距装置上识别出上述四个波形，如下图4所示，同样以AB
线路中C点发生故障为例：从上图中我们可以看出，T1时刻对应的波形为故障初始行波，T2时刻对应的波形为故障点反射波，T3时刻对应的波形为对端母线透射波，T4时刻对应的波形为线路全长反射波。
（注：T2与T3的大小是由故障点与AB的距离决定，如果故障点与A站距离近，则T2<T3，反之则T2>T3；如果故障点刚好在AB的中点，则T2=T3，T2与T3时刻的波形也会出现相互抵消的情况，波形不明显。
）以此为基础，我们就可以在行波测距装置上拉出故障点到A站的距离AC=S1，故障点到B站的距离BC=S2，线路全长L=S3。
同时，对于识别的结果还必须进行校验，对比线路全长L是否约等于S3，且S1+S2是否约等于S3，如果结果差别较大，说明之前识别的行波不正确，需要重新识别，当结果一致时，便说明行波测距结果正确。
5 结论
在交流变电站中，行波测距装置需通过要单、双端测距配合使用，才能保证其功能完善，双端测距可以自动计算测距结果，便于读取，而单端测距的行波识别和数据读取是个难点。
本文从变电运行人员的角度出发，通过行波测距原理的分析，提出了一种实用的波形识别技巧。
根据上述方法，只要能够分析清楚四种波形时间和极性的关系，就能够排除干扰因素，首先识别出这四个波形，然后读取相应测距，并通过校验机制来保证测距结果正确。
参考文献：
[1]覃剑，葛维春，邱金辉，等.输电线路单端行波测距法和双端行波测距法的对比.电力系统自动化，2006，30（6）.
[2]张波.行波测距法的原理及存在问题的探讨.中国高新技术企业技术论坛.
[3]施慎行，董新洲，周双喜.基于线模行波极性的单相接地故障故障点反射波与.对端母线反射波识别分析.第五届输配电技术国家会议2005.。