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。
3 行波测距系统的结构及工作原理
3.1 行波测距系统的结构
行波测距系统是由多个测距终端及一个或多个测距主站组成的如图1所示，测距终端的作用是进行行波信号转换、故障检测及判别、故障数据采样、加时标、贮存，向主站传输故障数据等功能。测距主站对接收到的故障数据进行分析、处理，定位结果的显示、保存以及有关数据、波形的打印等功能。测距主站可以远程控制或登录其他主站，并对其故障数据进行查看、分析和处理。
图1 行波测距系统的结构
3.2 行波测距原理
根据测量方式的不同，行波测距可分为单端测量法和双端测量法两种。
3.2.1 单端测量法
单端测量法的原理是：行波在故障点与测量点之间往返一次所需的时间与波速乘积的一半，即为故障点到测量点之间的距离XA，如式（1）所示。图2、图3分别表示故障时行波的传播图和母线上的电流的行波图。
图2 行波的传播
图3 母线上的电流行波波形
XA=Vm*△T (1)
其中: XA 为故障点到A站的距离
Vm 接近于光速,约为3*105
△T 为两个连续的行波到达A变电站的时间差△T=Ta1- Ta2
这种测量方法原理简单，投资较小，但是由于行波在故障点和母线之间来回反射和透射，故障点反射的两个连续的波头很难被测量装置采集，并且测量装置无法识别故障点反射的行波和对端反射经故障点透射到本端的波形，所以测距结果误差较大。
3.2.2 双端测量法
这种测量方法的原理是：记录故障点的行波分别向两侧母线传播的时间并借助专用通道将两端联系起来，从而达到测距的目的。如图4, 5所示；这种测距方法是利用故障点的行波第一次到达两端的时间差△T和输电线路的全长L来计算故障点的位置，如式(2)所示。
图5 行波到M N侧的时间
LN=(L+Vm*△T)/2 （2）
其中：LN表示故障点到M端的距离
△T=︱TN—TM︱
同理：到M端的距离LM=(L+Vm*△T)/2
这种测距方法不受母线处行波反射和折射的不确定性影响，但是对通道的要求很高；目前,GPS技术已日趋完善，双端测距方法将逐渐被电力系统广泛采用。
4 行波测距在故障查找中的应用
当输电发生故障时，首先调度通知运行人员，运行人员到现场检查一、二次设备的动作情况，打印保护动作报告、故障录波图及查看行波测距结果，三者结合分析事故的初步原因并与对侧核对检查结果，再报调度，调度根据运行人员的报告信息通知线路班故障点的大致范围，线路班人员根据测距结果大致确定故障点在哪两个杆塔之间，从而有力的缩短了故障查找时间，减少了线路班人员的工作量，同时提高了系统的供电可靠性。由于我巡维中心采用行波测距技术以来，输电线路发生未发生跳闸事故，故采用某500kV变电站三次跳闸事故加以说明行波测距的准确性，如表2.
表2 某500kV线路测距及实际故障位置表
5 总 结
行波测距作为一种新的测距手段，需要在使用过程中不断发现问题并且不断改进，随着软件和硬件技术的不断发展和完善，以及运行经验的积累，可进一步提高行波测距的准确率，缩小故障范围，进而实现对故障精确的定位，最大限度的缩短故障查找时间。
6参考文献:
[1]丁晓兵,陈玉林,史泽兵,赵青春,余江,刘千宽.线路保护行波测距一体化装置设计与关键技术研究[J].南方电网技术,2017,11(06):57-62.
[2]刘春涛. 电力电缆故障测距方法的研究[D].东北农业大学,2017.
[3]范春菊,姜军,郭煜华,徐礼葆,罗珊珊,杨立璠.输电线路行波故障测距技术的发展与应用[J].电力系统及其自动化学报,2017,29(04):129-134
论文作者:赵明凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：故障论文; 线路论文; 测量论文; 母线论文; 技术论文; 原理论文; 发生论文; 《电力设备》2018年第16期论文;