基于輸電線路行波故障測距裝置在深溪溝電站的應用研究

劉安暢（國網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司）

基于輸電線路行波故障測距裝置在深溪溝電站的應用研究

劉安暢（國網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司）

隨著經(jīng)濟社會的變化發(fā)展，人們對于電力資源的需求越來越多，行波測距裝置是電力傳輸線路中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠快速準確的排查電力線路當中的安全故障，減少由于停電而引起的經(jīng)濟損失以及人員傷害，滿足人類社會需要的電力資源。在深溪溝電站的運行當中，運用輸電線路行波故障測距裝置，能夠增加電站運行的可靠性、安全性以及準確性，滿足用電系統(tǒng)的安全。本文研究輸電線路行波故障測距裝置的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，探究其在深溪溝電站中的應用。

輸電線路；行波故障測距裝置；原理；深溪溝電站；應用研究

前言

行波測距裝置是輸電線路中的重要組成部分，能夠精準的定位線路的故障點，減少巡查線路故障的時間，提高供電的可靠性以及安全性能，為人類的生活提供保障。根據(jù)研究深溪溝電站的主要工作流程，利用采集到的數(shù)據(jù)，對行波測距裝置的工作原理進行分析，為了提高深溪溝電站的安全運行，將行波測距裝置應用到故障定位以及修復的工作當中，確保電力系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性。

1　深溪溝電站的概述

深溪溝電站的主要工作原理是采用四角接線的方式，將頂空的線路與上游水溝瀑布的電站相連接，另一端的線路與下游的大壩相連，正常狀態(tài)下，閉環(huán)啟動運行。深溪溝電站所采用的行波測距裝置，通過采集深布線與枕深線出線側(cè)電流中的互感器電流，對獲取到的信息進行具體準確的定位，要求計算要準確，能夠排除多種類型的故障，保證電站的正常運行能力。

2　輸電線路行波故障測距裝置的工作原理

2.1雙端行波測距原理

通過計算線路發(fā)生故障時產(chǎn)生的行波到線路兩側(cè)的時間差，找到線路當中出現(xiàn)故障的位置。因此，為了能夠準確的找到行波到達線路兩端的時間，需要在線路的兩端安裝好數(shù)據(jù)的采集設備，設備上要安裝精度系數(shù)較高的同步時鐘，使得到的數(shù)據(jù)誤差不超過1μs。為了防止信號接收機接收到的信號不穩(wěn)以及時鐘故障等問題，需要在設備的外部加固安全防護，確保故障定位工作得以順利進行［1］。

2.2單端行波測距原理

單端行波測距的方法，需要設置母線到達故障點的行波方向為正方向。因此，故障處的行波到測量位置的時候，會瞬間形成一個反方向的行波波浪，并用標記進行記錄。這個行波波浪會在母線的位置形成一個正方向的行波，向著線路的故障位置進行傳播，并運用不同的標記符號進行標記。兩處的標記用具體的公式進行計算，測定故障的距離，從而開展故障的排除工作。

在深溪溝電站處安裝了行波測距的裝置，沒有在枕頭壩處安裝測距裝置，通過采集單端的行波測距數(shù)據(jù)，在故障的分類當中選擇具體檢測到的故障，在完成上述工作之后，寫出故障測距的報告文書［2］。

3　行波測距的技術(shù)分析

3.1獲取行波信號

行波測距的方法是計算行波到達母線所用的時間差來進行具體的測量工作，測量的誤差有著明確的規(guī)范，需要在500m之內(nèi)。因此需要利用電流互感器來獲取所需要的信號，在電路系統(tǒng)當中安裝行波測距裝置，能夠滿足對故障行波信號的定位要求，而且不需要安裝輔助性的電流傳感設備，簡單、安全、可靠并且操作方便。由于系統(tǒng)內(nèi)部母線的線路較多，具有相對較小的行波阻抗能力，在母線處接收到的電流行波的幅值大，因此，利用電流進行行波故障的檢測，更加便捷［3］。

3.2雙端裝置使精確的時間同步

隨著科技的變化發(fā)展，全球定位系統(tǒng)能夠準確的應用到行波測距裝置當中，實現(xiàn)雙端的同時監(jiān)控，把握時間的同步性。運用GPS接收器，設置GPS時鐘，能夠準確的控制時間，使測距的誤差小于500m，同步的時間誤差在3μs以內(nèi)，確保時間的同步，加強線路故障的排查工作。運用GPS接收機采集所收到的同步時間信號，將每一個采集到的數(shù)據(jù)與全的時間統(tǒng)一，使兩端的數(shù)據(jù)同步，形成精準測量的系統(tǒng)。

3.3采集超高速連續(xù)行波數(shù)據(jù)

為了能夠降低采集數(shù)據(jù)的誤差，限制故障測距的誤差在500m以內(nèi)，采集的行波信號必須要達成一定的頻率，運用專業(yè)的超高速行波采集軟件進行輔助操作。當然，在采集高速數(shù)據(jù)的時候，采樣的速度越快，獲得的信息就越準確。因此，現(xiàn)如今的行波故障采集裝置都安裝了高速數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，通過硬件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集，將記錄好的故障行波信號傳送到具體的數(shù)據(jù)計算裝置當中，對線路中的故障進行一一的排除，確保電路系統(tǒng)的安全運行。

3.4遠程通信技術(shù)

在具體的測距工作當中，為了確認行波故障測距裝置兩端的實時信息數(shù)據(jù)，需要對兩端的數(shù)據(jù)信息進行交換，達到實時的遠程監(jiān)控，實現(xiàn)遠程通信。因此，在進行具體的數(shù)據(jù)計算當中，主要與現(xiàn)場的行波測距裝置進行實時的通信，記錄下來當時的測裝置所測得的數(shù)據(jù)結(jié)果，達到實時檢測的目的。線路一旦發(fā)生故障，通過與主站檢測系統(tǒng)的實時通信，能夠及時的排查安全隱患。利用遠程檢測的技術(shù)，通過檢測實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)記錄，能夠根據(jù)具體的輸電線路實現(xiàn)自動化的運行管理，確保電路安全，保障人們的生活質(zhì)量［4］。

3.5小波變換技術(shù)

上述提到的方法對于獲取信號的抗干擾能力較差，難以確定初始行波到達的具體時刻。因此，利用小波函數(shù)處理后的數(shù)據(jù)與原始信號的數(shù)據(jù)進行對比，能夠?qū)⑿〔ň唧w值作為故障行波波浪到達的初始時刻，從而得到準確的測距數(shù)據(jù)。由于故障行波信號的性質(zhì)根據(jù)各類小波變換的模極值的大小來判斷，檢測行波的信號是來自其他干擾信號，還是來自故障電流的有效行波信號，因此需要研究人員通過大量的測距實驗來得到準確的測距結(jié)果。

4　輸電線路行波故障測距裝置的綜合評價

4.1準確性

裝置對故障信息的采集頻率達到1MHz，取樣的插件采用大規(guī)模的軟件以及芯片，能夠提高裝置硬件的集成度，提升采集插件的抗干擾能力。裝置的電路設計合理、準確、完成度高，系統(tǒng)的內(nèi)部設有GPS的接收裝置，裝置外設有專用的同步時鐘。取得GPS的同步時鐘與電路模塊系統(tǒng)提供的標準時間，能夠準確的計算出線路故障的具體時差，減小誤差的范圍。同時利用所獲取的故障暫態(tài)行波信息，能夠快速準確的對故障進行定位，提升測距的準確性，減少工作的時間，提升工作效率［3］。

4.2可靠性

通過對深溪溝電站設計具體的行波故障測距裝置，能夠在事故發(fā)生之后，展開準確的測距工作，這種裝置適用于各種類型的故障測量，確保測量的結(jié)果在偏差范圍以內(nèi)，保證輸電線路的正常運行。在沒有故障發(fā)生的情況之下，能夠正確的使用測距裝置。

4.3實用性

線路故障測距裝置具有實用性，能夠準確的定位出各種類型的故障，不受系統(tǒng)運行方式以及過渡電阻的影響，在任何情況之下，都能夠獲取到精準的故障信息，有效的節(jié)省時間，提升資源的利用率，為工人減輕了工作負擔。

4.4安全性

線路故障測距裝置通過對線路進行實時的檢測以及排查，能夠及時準確的找到線路的故障所在，消除安全隱患，確保輸電線路的安全運行，滿足用電的需求，從而為人類的生產(chǎn)生活提供基本的保障。

5　總結(jié)

綜上所述可知，我國經(jīng)濟社會不斷的發(fā)展，人們生活水平不斷提升，對電力資源的需求日益擴大。為了滿足人們的電力需求，確保電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，對線路的故障點進行準確定位越來越重要。電力系統(tǒng)在發(fā)生故障時，利用行波故障測距裝置，能夠準確的找到故障發(fā)生的位置，較少工人排查工作，提升工作效率，節(jié)省了大量的人力、物力資源，為電力系統(tǒng)的安全運行提供基本的保障。深溪溝電站采用的輸電線路行波故障測距裝置，能夠滿足當?shù)厝藗兊挠秒娦枨?，從而有利于促進社會的發(fā)展。

［1］岑建明.輸電線路故障測距的研究［D］.浙江大學，2007.

［2］陳 楠.基于整個輸電網(wǎng)的故障行波定位系統(tǒng)研究［D］.長沙理工大學，2008.

［3］張廣斌.實測數(shù)據(jù)環(huán)境下的輸電線路行波故障測距關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.哈爾濱工業(yè)大學，2014.

［4］邢魯華.高壓直流輸電線路保護與故障測距原理研究［D］.山東大學，2014.

［5］劉慧海，張曉莉，姜 博，艾淑云，田秋松.行波故障測距裝置的檢測與評價［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2015，01：145～149.

TM75

A

2095-2066（2016）26-0035-02

2016-9-2

劉安暢（1990-），男，助理工程師，本科，主要從事輸電運維工作。