（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。
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论文作者:黄怡飞,顾滤,罗灿伟,李斌,田维文
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/26
标签：故障论文; 波形论文; 反射论文; 线路论文; 母线论文; 变电站论文; 测量论文; 《电力设备》2017年第3期论文;