智能电网行波故障测距系统的应用方法探讨
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。
基于行波固有频率配电网混合线路故障测距浅析
基于行波固有频率配电网混合线路故障测距浅析摘要：行波固有频率配电网混合线路故障测距技术是一种新的检测方法，它利用了分布式通信与处理系统中各种信息传输手段和传输方式，实现对配电设备运行状态实时监测，为供电部门提供准确可靠的数据。
本文基于行波固有频率对配电网混合线路故障测距进行分析，以供参考。
关键词：行波固有频率；配电网；混合线路；故障测距引言：本文主要探讨了基于行波固有频率的配电网混合线路故障测距方法。
文章首先介绍了行波固有频率测距原理，然后分析了配电网混合线路故障的特点，并提出了混合线路故障测距方法。
最后，结合实际应用，探讨了行波固有频率测距的应用效果。
本文的研究结果对于提高配电网故障定位的精度和效率具有一定的指导意义。
1行波固有频率测距原理行波固有频率测距原理是一种基于行波传播特性的故障测距方法，其原理是利用线路上行波的固有频率来计算故障距离。
行波固有频率是指线路上传播的行波信号在固有长度上所具有的频率特性。
通过测量故障点前后的行波固有频率，可以计算出故障点的距离。
行波固有频率测距原理的核心是对行波的固有频率进行测量。
该方法需要在线路的两个端点分别发射行波信号，并在线路上的不同位置采集行波信号。
通过对行波信号的频谱分析，可以得到行波的固有频率，从而计算出故障点的距离。
行波固有频率测距原理的优点是测距精度高、可靠性强、适用范围广。
该方法不受线路参数和负载变化的影响，因此可以在不同的工况下进行故障测距。
同时，该方法的实现也比较简单，只需要对行波信号进行频谱分析即可。
总之，行波固有频率测距原理是一种有效的故障测距方法，可以在电力系统故障诊断和维护中得到广泛应用。
2配电网混合线路故障特点随着我国经济快速发展以及人民生活水平不断提升，人们越来越关注供电质量与安全保障。
但是，由于各种社会原因，使得传统配网管理方式不能满足现代城市用电需求，无法实现“保一方平安”的目标。
与此同时，配电系统也存在着许多安全隐患。
基于行波法的输电线路故障测距方法的研究与实现的开题报告
基于行波法的输电线路故障测距方法的研究与实现的开题报告一、研究背景及意义随着电力系统的不断发展，输电线路故障的频率也越来越高，因此及时准确地测定故障位置就显得尤为重要。
传统的故障测距方法使用反射法和比较法，但这种方法需要使用专用的测距设备，且准确度有限。
近年来，随着计算机技术的不断发展，行波法已经成为一种被普遍采用的测距方法。
行波法是利用电力系统输电线路上的横波和纵波在同一方向上传播的特性，通过控制脉冲信号的发射和接收时刻及位置，实现对故障点距离的测定。
行波法具有不需要专用设备、准确度高、信号传输迅速等优点，因此越来越受到电力系统工程技术人员的关注和研究。
本课题旨在研究基于行波法的输电线路故障测距方法，探索使用该方法确定输电线路故障的准确度和实际可行性，为电力系统故障快速定位提供更加有效的手段。
二、研究内容及方案1.研究行波法在电力系统输电线路故障测距中的应用原理。
(1)行波法测距的基本原理及原理分析；(2)基于行波法的故障测距系统，包括硬件和软件设计，分析其主要结构和工作原理；(3)分析行波法的精度和准确性，比较与传统方法的差异；2.研究行波法在电力系统输电线路故障实验中的应用。
(1)搭建实验平台，根据实际的输电线路条件设置响应的参数；(2)设计使用行波法进行实际故障测量的方案；(3)记录数据并进行分析，比对行波法与传统方法之间的异同，验证方法的精度、可行性；3.研究基于行波法的故障测距系统的优化与改进方案(1)针对现有的行波法故障测距系统的问题提出优化改进的方案；(2)对系统进行改进，测试效果；三、技术路线1.掌握基于行波法的输电线路故障测距技术的理论基础，理解行波法的工作原理、测距原理和优势；2.搭建基于行波法的故障测距实验平台，测试行波法在实际应用中的效果；3.对现有的行波法故障测距系统进行分析，提出改进方案；4.对行波法故障测距系统进行改进，提高准确性和可靠性。
四、拟达到的预期目标1.深入了解行波法故障测距的理论基础，理解行波法的工作原理与计算公式；2.搭建基于行波法的实验平台，测试行波法在实际应用中的准确性和可行性；3.掌握行波法故障测距系统的优化方案，提高系统的准确性和可靠性；4.探索基于行波法的故障测距系统在电力系统故障快速定位中的实际应用价值。
行波法在配电网故障测距中的应用
传统的回归方法是一种成熟的算法,利用该模型对统计规律进行分析能较准确地反映出负荷与影响其精度的因素的关系,得出较佳的预测值。通过分析,精确回归预测要求挑选的样本量要尽可能大,最大程度地降低一些不规则的特殊值的影响。通过对负荷特性的详细分析建立合适的模型,使其能够最接近地描述实际情况,同时还应该结合其他模型,进行综合比较,争取最佳预测。根据对实际
测距中的可行性。
一、行波反射与折射原理
行波在线路上传播时,遇到波阻抗不连续点(如故障点
会发生反射与折射。[4-6]反射和折射是行波的重要特性,其
中,反射波是用来实现故障测距的重要依据。
如图1所示,行波U i(入射波沿波阻抗为Z
1
的线路
传播,到达O点,波阻抗由Z
1
变为Z
2
,发生反射和Байду номын сангаас射;
一部分行波U r(反射波沿Z
可以看做是接地电阻R和波阻抗z
i
并联的等
值阻抗,此时电压反射系数为。
二、行波测距方法
利用行波进行故障测距有几种方法,按信号采集位置
可以分为单端测距和双端测距。利用故障产生的行波进行
单端故障测距的方法称为A型行波测距方法,利用故障产
生的行波进行双端故障测距的方法称为B型行波测距方法,
故障后由人工注入脉冲信号单端测距的方法称为C型行波
(4
其中,L为母线M、N之间的线路长度。
(3C型行波测距。C行波原理与A行波原理一样,如图3所示。
该方法不是利用故障发生时产生的行波信号,而是在故障后,由人工向故障线路发射高频脉冲信号,然后检测并识别来自故障点的反射波。测距公式同(3。
(4E型行波测距。E型行波测距是利用线路故障切除后开关重合闸时向线路注入一个合闸电流脉冲。如果线路发生的是永久性短路故障,则合闸脉冲会在故障点被反射回来,利用检测合闸脉冲与反射脉冲的时间差可以测量故障距离,测距公式同(4。如果线路是瞬时性故障,则不会发生反射,线路恢复供电。
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。
智能电网行波故障测距系统应用方案
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．１４．０１４智能电网行波故障测距系统应用方案郭宁明，覃 剑，汤 飞，李 冰（中国电力科学研究院，北京市１００１９２）摘要：输电线路故障测距系统是由测距终端装置和测距主站构成的，文中介绍了应用于智能电网的故障测距系统与传统测距系统的区别与改进。
与现有系统相比，智能变电站内的测距终端装置在信号接入方面采用了分布式采样方式并提供了与电子式互感器的接口，在站内通信方面则解决了装置ＩＥＣ ６１８５０标准通信问题。
同时，研究了在测距主站中利用区域电网信息提高测距系统整体可靠性的途径，并且利用暂态量信息进一步开发了故障分析系统，使其具备了初步的电网故障诊断能力。
关键词：故障测距；输电线路；智能电网；智能变电站收稿日期：２０１１－０７－１０；修回日期：２０１２－０２－２８。
０ 引言输电线路行波故障测距系统主要用于故障点位置的快速查找，是保证电网安全稳定运行的一项重要技术［１－４］，因其相对保护／录波等装置使用的阻抗测距法具有测距精度高、可靠性好的特点，在国内电力系统中获得了广泛应用。
在辽宁、四川等地已形成了覆盖２２０ｋＶ以上电压线路的集中式、网络化的输电线路故障测距系统。
随着智能电网建设的开展，从电网自愈性来说，对电力系统故障后快速恢复提出了更高的要求，因此，输电线路精确故障定位越发显得重要。
但原有的故障测距系统也体现出以下不足。
１）信号接入方式落后：现有的站内测距终端装置难以接入电子式互感器信号，同时，需要将信号电缆引入控制室进行集中式采样，不符合智能变电站工程技术要求。
２）信息共享水平低：原有的测距装置一般通过ＩＥＣ ６０８７０－５－１０３等协议上送测距结果，但其录波数据未提供给其他装置／系统使用，同时也无法调用其他装置／系统的数据。
３）全网信息未充分利用：现有测距系统在算法上一般考虑线路两侧数据，而实际运行经验表明，如能利用全网信息，将有效提高测距系统的整体可靠性，并能扩展其应用范围。
故障行波测距方法在电力系统中的应用
。
及 时 修 复线 路 和 快 速恢 复 供 电 非 常 有 利
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针 对 行 波 测 距 方 法 在 绝 缘 击 穿 导 致 的 故 障
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应 用 中 出 现 的 测 距 精度 问 题 进 行分析 并 提 出 改进 措 施 率 非 常 低 各 种 闪 络 造 成 的 线 路 故 障 中
故 障行 波 测 距 方 法在 电 力 系 统 中 的 应 用
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国 网保定 供 电 公 司
河北 保 定
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摘
要 故 障 行波 测距 方 法在 电 力 系 统 中 的 应 用 提 高
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测 距 精 度 对 线路 巡 线和 事 故 抢 修 非 常 有 利 但 在 实 际 应 用 中 仍
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存 在 着 影 响 测距精度的 问 题
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。
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智能电网行波故障测距系统的应用方法探讨
故障测距系统的构成部分主要有两种，第一种为终端装置，第二种为主站。
随着电力电子技术的快速发展，在电网建设中也融入了智能化技术，基于智能电网的构建也相应的产生了智能变电站，在变电站内部的故障测距系统终端装置中使用了不同的采样方式，并利用不同的装置解决了以往的通讯问题。
本文分析了智能电网和传统故障测距系统之间存在的差异，探讨了在测距主站中如何保障测距系统可靠运行的有效措施，并提出了可以对故障进行智能化分析的系统，提高了电网故障的诊断效率。
标签：智能电网;行波故障;测距系统;应用方法
行波故障测距系统是使用极其广泛的一种系统，和传统的阻抗测距法相比，具有准确度高、可靠性高的优势，特别是在辽宁等地区已然形成了完善的测距系统。
智能电网建设速度的不断提高，使得智能电网的规划和建设范围都有所扩大，因此为了保证稳定供电和人们生活的正常运行，就必须要在电力系统发生故障之后，在最短时间内完成供电恢复。
在这种情况下传统的测距方法体现了极大的劣势，必须要根据智能电网的特点设计符合实际故障检测需求的测距系统。
一、传统测距系统存在问题
第一，传统的测距方法在信号接入方式方面存在着落后的现象。
目前很多变电站内的测距终端装置无法和电子式的互感器信号相匹配，导致二者无法进行连接[1]。
并且在采样的过程中需要把信号电缆放置于控制室的内部，才能够开展集中式采样工作，降低了采样的效率，也无法满足智能化变电站对技术的要求。
第二，无法完成高效的信息共享。
在传统的测距系统中会通过各种协议将测距结果上传，但是测距系统的录波数据无法向其他不同的装置或者系统进行数据传输，相应的也无法从其他装置中或者系统中获取数据。
第三，没有对电网的整体数据和信息进行有效的利用。
传统的测距系统只会考虑到在输电线路左右两侧的数据，因此导致算法无法对电网整体的数据进行合理的应用，导致系统运行的可靠性受到影响，也缩小了系统的使用范围。
二、智能电网故障测距系统构成
在智能电网下故障测距系统仍然是以原有系统为基础进行构建的[2]。
测距终端装置主要负责的工作内容是采集电力系统或者电网在运行过程中产生的数据，并通过设定好的方式和途径发送到相应的位置。
测距主站则是负责对数据和信息进行计算和分析，并对外进行信息发布。
测距主站具有就地配置的特點，但是为了减轻后期主站维修和管理的工作压力和难度会选择在远方进行测距主站的配置。
如果故障测距系统均选择就地配置的时候则会将其组合后的结构统一称之为测距装置。
三、智能电网行波故障测距系统的应用
（一）故障测距装置
1.装置结构以及信号接入
为了保障输电线路的稳定运行，需要对输电线路所遇到的故障进行及时处理，因此需要对测距系统进行不断的完善，保证可以在短时间内寻找到发生故障的位置[3]。
智能电网的变电站通过分层分布的方式来设计装置的整体结构，根据功能不同的特点分为设备层和间隔层两种设备。
且智能变电站的测距装置会根据本身所携带的数据完成单元采集工作，达到了就地采样的效果，在此之后可以利用合并单元使其达到时间同步。
在完成同步工作后利用光纤将数据传输给测距主站，主站对数据实施后续的一系列处理，只需要通过网络即可完成，不需要再次铺设其他的电缆装置。
在测距装置中负责信号采样的结构频率可以达到500kHz之上，相对于传统的装置而言频率大幅度提升，因此在实际的施工过程中会利用自定义协议完成数据传输工作。
传统和智能变电站中的合并单元存在着较大的差异，需要通过文件来达到数据共享的效果。
信号接入方式的选择需要建立在传感原理以及采集器安装手段之上，整体结构仍然为分布式。
2.IEC61850标准通信
在故障测距系统的通信装置设置过程中，会设置站内以及站间共两个部分的通信装置，其中站内通信的建设是与传统故障测距系统有明显差异的一部分[4]。
智能变电中测距装置利用以IEC61850为标准的MMS通信模式，可以将测距装置的信息进行上传到不同的平台之中。
GOOSE是能够及时采集到不同开关情况数据的通信部分，需要建立在准确的建模以及标准通信的完成。
建模过程中需要注意的两大要点分别为：（1）设计服务模型，要想实现IED所具有的通信功能，必须要保证GOOSE的通信服务以及定制组操作等其他通信服务的落实。
定制组操作、报告控制功能以及日志功能是必不可少的重要功能，其余的功能可以在现场进行配置。
（2）明确具体的逻辑节点，要求在逻辑设备的内部必须要含有三个种类的逻辑节点。
明确数据对象时可以结合具体的工程情况对数据对象进行自由化的配置。
在实现标准通信时需要先将日志进行初始化、内存进行初始化、底层通信功能进行初始化，之后对有关文件进行解析，结合所生成的对象空间完成通信服务。
（二）故障测距系统主站
主站具有信息共享的特点，可以使用暂态电气量的手段达到对故障实施初步诊断的效果，并且还可以从中提取出发生故障的主要原因[5]。
主站可以对一定区域范围内的终端数据进行调用，能够保证电网可以利用自适应的方式完成参数修正。
测距主站的应用包括三个要点：（1）故障分析系统，即对故障的出现原因进行分析，根据具体的电流波形进行判定，常见的原因包括雷电击穿、短路、短线或者站内设备损坏等。
（2）故障定位系统，能够及时寻找到发生故障的区域，但是测距终端装置的应用效果、GPS时差会影响到定位系统的工作效果，随着智能电网快速建设，这种因素所产生的影响也持续提升。
（3）能够做到对线路长度
进行自主适应的测距方法。
在实际电路系统运行的过程中，经常会由于线路长度错误而影响到测距的精度，可以利用区域电网对线路的实际长度进行核对和检验，或者选择单端测距法也可核对出正确的线路长度。
未来集成化技术将会在智能电网中有着更多的应用，因此之后电力行业会选择建设统一式的测距主站，对于电力行业的健康发展和电力系统运行稳定性的提高均有重要意义[6]。
结束语：
行波故障测距系统目前已然成为了一种较为成熟的故障检测技术，在电力系统的故障检测工作中占有较大的比重。
近年来，电力行业纷纷引进各种自动化技术以及新型的通信技术，为测距系统的快速发展和进步提供了重要的数据支持。
目前在智能电网的变电站内部会选择分层分布的方式来组织测距终端装置的结构，并且也利用这种方式进行集中采样工作，可以和电子式的互感器进行连接。
测距系统的终端装置通信水平也大幅度提高，可以满足IEC61850所提出的标准和要求。
参考文献：
[1]薛士敏，刘冲，刘存甲，等.直流配网下基于线性方程组系数逆矩阵范数估计的单端测距原理[J].中国电机工程学报，2020，40（05）：1443-1453.
[2]薛士敏，刘存甲，李蒸，等.基于控保协同的环形直流微网单端测距保护技术[J].电力系统自动化，2020，44（05）：122-129+269-274.
[3]卜威，王韬，普凯.电力电缆故障诊断技术在智能电网中的应用研究[J].机电信息，2019（17）：23+25.
[4]张璇，王敬华，刘国栋，等.基于行波法的铁路自闭/贯通线路故障测距技术[J].国网技术学院学报，2017，20（04）：11-14+41.
[5]李斌，张纪航，刘海金，等.基于波形相似度分析的直流输电线路故障测距[J].电力自动化设备，2019，39（09）：27-32+53.
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