500kV架空輸電線路故障行波測(cè)距綜合策略研究

張 宏,夏成軍（.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶供電局,廣東 肇慶 56060;.華南理工大學(xué)電力學(xué)院,廣州 50640）

500kV架空輸電線路故障行波測(cè)距綜合策略研究

張 宏1,夏成軍2
（1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶供電局,廣東 肇慶 526060;2.華南理工大學(xué)電力學(xué)院,廣州 510640）

為實(shí)現(xiàn)500kV架空線路輸電故障的可靠準(zhǔn)確測(cè)距，本文探討和評(píng)價(jià)了4種基于多尺度小波分析法的的故障行波測(cè)距算法，提出了500kV架空輸電線路故障行波測(cè)距綜合策略。

500kV線路；故障行波；小波分析；故障測(cè)距

0 引言

當(dāng)500kV重要線路發(fā)生永久性接地故障時(shí)，可靠準(zhǔn)確的故障點(diǎn)測(cè)距有利于盡速恢復(fù)電網(wǎng)正常運(yùn)行。現(xiàn)有的故障行波測(cè)距方法各有特點(diǎn)，測(cè)距結(jié)果可靠性和精確度難以兼得[1]。因此，研究500kV架空輸電線路故障行波測(cè)距綜合策略具有極其重要的意義。

本文根據(jù)多尺度小波分析法的故障行波測(cè)距原理，結(jié)合現(xiàn)有故障測(cè)距算法優(yōu)缺點(diǎn)，提出了500kV輸電線路故障行波測(cè)距綜合策略。

1 基于多尺度小波分析的行波測(cè)距原理

研究表明，500kV架空線路故障行波由故障點(diǎn)附加電源產(chǎn)生，在故障點(diǎn)和線路兩端母線之間來(lái)回折反射形成多個(gè)突變行波波頭。

通過(guò)Mallat算法，多尺度小波分析可以在不同尺度下檢測(cè)行波突變點(diǎn)，并準(zhǔn)確反映故障行波波頭到達(dá)線路母線檢測(cè)端的相對(duì)時(shí)刻，從而利用各個(gè)行波到達(dá)線路端部的時(shí)間關(guān)系以及行波速度實(shí)現(xiàn)500kV線路的故障測(cè)距[2]。

2 現(xiàn)有線路故障行波測(cè)距算法評(píng)價(jià)

本文將介紹現(xiàn)有4種行波測(cè)距的測(cè)距原理，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.1 現(xiàn)有的故障行波測(cè)距算法

（1）D型雙端測(cè)距算法。該算法原理如下：假設(shè)故障初始行波到達(dá)線路兩端的GPS時(shí)間為t1和T1，V為行波傳播速度，則故障點(diǎn)到線路兩端距離D1和D2分別為[3]：

（2）A型單端測(cè)距算法。該算法的基本原理為[1]：設(shè)線路一端故障初始行波波頭采樣點(diǎn)為t1，故障點(diǎn)反射波的采樣點(diǎn)為t2，V為行波傳播速度，為兩個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間間隙，則故障點(diǎn)到該檢測(cè)端的距離為：

（3）與波速無(wú)關(guān)單端測(cè)距算法。該算法主要思想如下[4]：假設(shè)故障初始行波、故障點(diǎn)反射行波和對(duì)端反射行波到達(dá)檢測(cè)端的采樣點(diǎn)分別為t1、t2和t3，則故障點(diǎn)位置計(jì)算式為：

（4）基于雙端反射波的新型測(cè)距算法。該算法測(cè)距原理如下：t1、T1為故障初始行波到達(dá)線路兩端時(shí)刻，t2、T3為對(duì)應(yīng)故障點(diǎn)反射波到達(dá)線路兩端時(shí)間，則故障點(diǎn)到對(duì)應(yīng)側(cè)母線的距離為[5]：

2.2 行波測(cè)距算法綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)4種故障測(cè)距算法的原理，本文對(duì)其特點(diǎn)做出如表1所述的綜合評(píng)價(jià)。

3 線路故障行波測(cè)距綜合策略

針對(duì)現(xiàn)有線路故障測(cè)距方法的優(yōu)缺點(diǎn)，本文提出500kV線路故障行波測(cè)距的綜合策略，大大提高了測(cè)距結(jié)果的可靠性和精確性，其測(cè)距流程如圖1所示，具體步驟如下：（1）在線路兩端安裝10MΗz的高速同步采樣裝置記錄線路兩端的故障電流行波數(shù)據(jù)和GPS時(shí)刻；（2）采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法濾除行波信號(hào)中大部分的噪聲信號(hào)；（3）采用多尺度小波分析技術(shù)檢測(cè)線路兩側(cè)故障行波信號(hào)行波突變點(diǎn)所對(duì)應(yīng)采樣點(diǎn)序列或?qū)?yīng)的GPS時(shí)刻；（4）采用基于VTL的行波識(shí)別方法識(shí)別故障點(diǎn)反射行波以及對(duì)端母線反射波；（5）根據(jù)行波識(shí)別結(jié)果并結(jié)合GPS的實(shí)際工作情況，采用對(duì)應(yīng)的測(cè)距算法進(jìn)行測(cè)距，選定可靠性和準(zhǔn)確性均較高的測(cè)距結(jié)果作為故障測(cè)距結(jié)果。

表1 四種測(cè)距算法的綜合評(píng)價(jià)表

4 總結(jié)

本文著重介紹了4種基于多尺度小波分析實(shí)現(xiàn)500kV架空輸電線路故障行波測(cè)距的算法，并對(duì)算法的可靠性、精確性和適用性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，最后，根據(jù)實(shí)際測(cè)距條件，提出了綜合故障行波測(cè)距策略，實(shí)現(xiàn)了線路故障點(diǎn)的精確測(cè)距。

圖1 500kV架空輸電線路行波測(cè)距綜合策略流程圖

[1]葛耀中.新型繼電保護(hù)和故障測(cè)距的原理和技術(shù)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2007.

[2]何正友.小波分析在電力系統(tǒng)暫態(tài)信號(hào)處理中的應(yīng)用[M].北京:中國(guó)電力出版社,2011.

[3]馬丹丹,王曉茹.基于小波模極大值的單端行波故障測(cè)距[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2009,37(03):55-59.

張宏（1986-），男，廣東羅定人，碩士，主要從事：500kV變電站運(yùn)行工作。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.145