WFL型行波故障测距装置介绍(月日原电科院)

行波测距操作说明行波测距原理分为单端测距和双端测距，单端为线路一端装有行波测距装置，双端为两端都装。

现本站可以实现双端测距，条件为与对端变电站董家变通讯正常，已实现互相调取数据进行分析，通讯采用东北调度数据网。

本装置分为GPS,XC21和工控机三大部分。

一．GPS装置正常情况下失步监视灯灭，时间正常。

二．Xc211. 装置的前面板装置的前面板包括数码显示器(LED)、控制按键、指示灯、EEPROM写保护。

数码显示器(LED)用于显示装置的时间、日期、定值输入菜单与键入值，装置运行状态与装置内部故障信息。

控制按键共有四个，从左到右分别是“Menu”、“→ ”、“+”、“ 回车”，可完成定值整定、波特率设置、时间修改等功能，具体使用详见第4节。

指示灯包括电源指示灯、GPS指示灯、DAU指示灯等。

上电后电源指示灯常亮；GPS指示灯正常时一秒钟闪烁一下，如不闪烁则表示装置的GPS时钟的1PPS未接入；DAU指示灯常亮。

2.装置的后面板装置的后面板包括电源开关、保险丝、PC机接口(COM2)、GPS接口(COM1)和接线端子排。

接线端子排包括电源输入、GPS秒脉冲输入、中央信号或保护出口信号输入、装置异常输出、装置启动输出、线路电流输入等端子。

具体接线及功能见下节。

后面板图见附录B。

3.装置的接线端子图1.接线说明1）模拟量输入端子：上方第一排端子从左至右的第1～48端子为8回线路A、B、C三相电流输入，按Ic8，Ib8，Ia8；Ic7，Ib7，Ia7；Ic6，Ib6，Ia6；Ic5，Ib5，Ia5；Ic4，Ib4，Ia4；Ic3，Ib3，Ia3；Ic2，Ib2，Ia2；Ic1，Ib1，Ia1顺序排列，见附录B。

2）TEST1、TEST2口：是两个测试口。

TEST2口用于测试第一～第四回线路的启动情况；TEST1口用于测试第五～第八回线路的启动情况。

见附录C。

3）串口COM1、COM2、COM3：COM1是GPS时钟接口,插座为九针插座，符合RS485标准，波特率从1200、2400、4800、9600可选，默认为2400bps，用配件中的RS232串口线将它与T-GPS时钟的RS485/422连接即可；COM2为PC机接口,插座为九针插座，标准232接口，波特率从1200、2400、4800、9600、19200可选，默认为19200bps；COM3为备用接口。

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。

行波测距装置在220千伏及以上电网的应用及优化措施发表时间：2020-10-10T11:48:41.553Z 来源：《中国电业》2020年6月第16期作者：张月容[导读] 本文分析了现有行波测距法应用中存在的问题和不足，提出了新的优化措施。

即实现一种新的综合测距方式，将行波法测距和阻抗法测距相结合，发挥阻抗法的可靠性优势和行波法精确性的优势来有效的排除扰动数据、提高测距精度。

张月容广西电网有限责任公司玉林供电局广西省玉林市 537000摘要：本文分析了现有行波测距法应用中存在的问题和不足，提出了新的优化措施。

即实现一种新的综合测距方式，将行波法测距和阻抗法测距相结合，发挥阻抗法的可靠性优势和行波法精确性的优势来有效的排除扰动数据、提高测距精度。

关键词：行波测距阻抗法录波行波引言高压输电线路是电力系统的命脉，对国民经济的发展起着关键作用，线路发生故障后能快速地切除故障线路并及时找到故障点加以修复，是继电保护工作者孜孜以求的目标。

故障后的暂态录波数据(工频电压、电流以及高频行波电流)中包含着倍受保护人员关注的故障信息。

近年来，随着技术的进步发展，电力工业自动化已将行波测距这一新领域技术引入继电保护大家庭，在测距算法方面也取得长足的发展，行波测距装置的使用大大减少了巡线的工作量，缩短了故障修复时间，提高了供电的可靠性。

正文 1.现有行波测距法应用中存在的问题和不足现有的行波测距装置利用行波在输电线路上有固定传播速度这一特点，采用小波变换技术，实时分析处理故障行波数据，确定故障距离，其测距精度基本不受线路长度、故障位置、故障类型、负荷电流等因素的影响，其对应测距方法有单端行波测距和双端行波测距方法；随着全球定位系统（GPS）同步时间单元的不断发展，利用线路两侧获取到的行波暂态分量的绝对时间之差计算故障点到线路两侧测量点之间的距离的双端测距算法测量精度高，基本误差可以缩小至500m范围内，但是实际测距装置在现场运行中由于开关动作及线路扰动会导致测距装置存在误启动现象，导致测距装置得到大量无用数据；而单端行波测距分析时，在高阻、端口故障情况下存在反射波波头幅值较小、波头性质难以识别的情况，容易造成测距失败的情况。

安徽电网行波测距装置运行规程（试行）安徽省电力公司二〇〇六年九月目录第一章总则第二章测距装置及测距系统介绍第三章参数设置第四章装置运行第五章装置管理附录一 XC-21行波测距装置常见异常情况及处理附录二 WFL-2010行波测距装置常见异常情况及处理附录三 WFL-2010行波测距装置主站各文件夹内容介绍附录四名词解释附录五 WFL-2010行波测距装置终端文件的命名规律第一章总则1.1行波测距装置可以精确定位线路故障点，目前已在安徽电网广泛使用。

为了加强对行波测距装置的管理，提高行波测距装置的运行可靠性，更好地发挥行波测距装置的作用，现依据厂家说明书和系统运行实践总结，特制定本规程。

1.2行波测距装置利用高频故障暂态电流（电压）的行波来间接判定故障点的距离，实现对故障点的精确定位。

它可以大大减少巡线的工作量，缩短故障修复时间，提高供电可靠性。

该产品适用于110kV 及以上中性点直接接地系统。

1.3制定本规程的目的,旨在全省范围内统一和完善行波测距装置技术管理标准, 同时也可作为全省各单位行波测距现场运行规程和调度运行说明的补充。

1.4本规程适用于我省电网中运行的两种型号行波测距装置。

1.5各级调度人员、220kV电压等级的发电厂、站值长、电气班长、电气值班人员、220kV变电站值长、值班人员以及各单位继电保护专责人、专业人员均应熟悉本规程。

1.6本规程根据装置的改动或升级，可能需要不定期地修改完善。

本规程解释权属安徽电力调度通信中心。

第二章测距装置及测距系统介绍2.1装置特点我省电网目前使用两种不同型号的行波测距装置，即中国电力科学研究院保护与自动化公司生产的WFL－2010型行波测距装置和山东科汇电气股份公司生产的XC-21型行波测距装置。

上述装置均利用行波在输电线路上有固定传播速度这一特点，采用小波变换技术，实时分析处理故障行波数据，确定故障距离。

与采用传统的阻抗法计算故障距离相比，其主要特点是：2.1.1先进性：其测距精度基本不受线路长度、故障位置、故障类型、负荷电流、接地电阻、故障时电压相角、大地电阻率及一些较强干扰的影响。

配网架空线行波故障测距装置设计李传健;郑文杰;钟澎;朱金超;蒙红发【摘要】The accurate fault location of distribution network over head transmission line is important measure to improve the safety operation of the electricnetwork.Whenever a fault occur since the transmissionline,the quick and exact fault location will not only reduce the manual work of the line inspectors,but also facilitate removal of fault and power restoration quickly for cutting down on economic loss due to the failure.In general the research addresses an important field that has both safety and economic implications.But in practical application the accuracy of system is decreased by the reasons of unsynchronized sampling and low sampling speed which cause the bigger location error. This thesis aims at designing the system schema of the high-speed dataacquisitiondevice for the fault locator, realizing high-speed, data acquisitionandlarge capacity data storage, analyzing the errorsource and difference between GPS system and oven controlled crystal oscillator ,providing the calibration algorithm of the second pulse of GPS system,anddeveloping the power supply for fault locator which can provide the referencefor finding fault time,judging fault type and calculating fault point distance.%农村配网长距离架空线路发生故障后，若能迅速、准确的进行故障定位，可以减少巡线任务，能够快速确定故障、恢复供电，减少和避免因配电线路长时间故障引起的损失。

电能绿色环保，是当代重要的二次能源。

近年来我国电力行业的发展日新月异，装机容量不断增加，电力系统结构也越发复杂多变，并且随着特高压超高压输电线路的问世，输电线路往往发生故障后，工农业以及城乡居民生活会受到很大影响。

因此，及时查找到故障点，对输电线路的修复十分重要，及时确定故障点并排除故障能够更好的保障国民生活有序开展。

此前阻抗法较多地被运用于电力系统中用来故障测距。

但其精准性有待提高，容易受到诸多因素影响，比如过渡电阻的存在、系统运行方式的变化、分布电容、CT饱和。

早在二十世纪五六十年代，就有人提出通过提取分析故障行波信息进行测距，即通过数学手段收集提取出有用的电压电流行波信息，计算行波在线路和测量点的传递时刻来确定故障距离。

但由于当时的技术设备落后，先前研制的行波测距装置容易出现故障，价格昂贵，没有广泛的实际应用价值。

近些年，随着对行波理论的不断深入和补充，加之小波变换和数学形态学两大工具也迅猛发展，行波测距技术有了许多新的突破与发展，出现了许多新颖的方法和原理，比如基于信号相位的测距，基于宽频信号的测距等。

国内外在实际故障测距应用中也采用发明了各种装置。

因此，电力系统输电线路行波故障测距正日益受到专家学者的追捧，成为工程学中的一个热点。

1绪论1.1课题的研究背景和意义目前，我国的电力行业充满活力，蒸蒸日上。

电力事业关乎国泰民安，良好稳定的电力系统能为经济的腾飞保驾护航。

然而随着三峡工程的发电投产以及工业快速发展，输配电量直线上升，且输电线路的电压等级不断提高，传输距离也不断加大，其安全运行也就愈发重要。

电力线路作为电力系统的重要传输纽带，且大多处在野外环境，气候条件多变，容易发生闪络等暂时性故障，不仅造成电力停止配送，输用电设备损坏，还可能造成电力系统发输配送整个结构的瘫痪。

因此，及时进行精确的故障定位从而排除故障，一直是国内外专家学者研究的重大课题，具有重大的经济效益和广泛的运用前景。

当前，在系统运行过程中，线路容易发生单相、两相接地短路，绝缘避雷设备老化，故障性跳闸等故障。

安徽电网行波测距装置运行规程（试行)安徽省电力公司二〇〇六年九月目录第一章总则第二章测距装置及测距系统介绍第三章参数设置第四章装置运行第五章装置管理附录一XC—21行波测距装置常见异常情况及处理附录二WFL—2010行波测距装置常见异常情况及处理附录三WFL—2010行波测距装置主站各文件夹内容介绍附录四名词解释附录五WFL—2010行波测距装置终端文件的命名规律第一章总则1.1行波测距装置可以精确定位线路故障点，目前已在安徽电网广泛使用。

为了加强对行波测距装置的管理，提高行波测距装置的运行可靠性，更好地发挥行波测距装置的作用，现依据厂家说明书和系统运行实践总结，特制定本规程。

1.2行波测距装置利用高频故障暂态电流（电压)的行波来间接判定故障点的距离，实现对故障点的精确定位.它可以大大减少巡线的工作量，缩短故障修复时间，提高供电可靠性。

该产品适用于110kV及以上中性点直接接地系统。

1。

3制定本规程的目的,旨在全省范围内统一和完善行波测距装置技术管理标准, 同时也可作为全省各单位行波测距现场运行规程和调度运行说明的补充。

1.4本规程适用于我省电网中运行的两种型号行波测距装置.1。

5各级调度人员、220kV电压等级的发电厂、站值长、电气班长、电气值班人员、220kV变电站值长、值班人员以及各单位继电保护专责人、专业人员均应熟悉本规程。

1。

6本规程根据装置的改动或升级，可能需要不定期地修改完善.本规程解释权属安徽电力调度通信中心。

第二章测距装置及测距系统介绍2。

1装置特点我省电网目前使用两种不同型号的行波测距装置,即中国电力科学研究院保护与自动化公司生产的WFL－2010型行波测距装置和山东科汇电气股份公司生产的XC—21型行波测距装置。

上述装置均利用行波在输电线路上有固定传播速度这一特点,采用小波变换技术，实时分析处理故障行波数据，确定故障距离。

与采用传统的阻抗法计算故障距离相比，其主要特点是:2.1.1先进性:其测距精度基本不受线路长度、故障位置、故障类型、负荷电流、接地电阻、故障时电压相角、大地电阻率及一些较强干扰的影响.2.1.2精确性：利用全球定位系统（GPS)作为同步时间单元，采用双端行波法测距，即通过计算故障行波到达线路两端的时间差来计算故障位置.测距精度高，误差≤500m.2。

中国南方电网有限责任公司企业标准南方电网故障录波及行波测距装置技术规范Technical specification for fault recorder and travelling wave faultlocation device of CSGQ/CSGICS备案号：目次1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 故障录波装置技术要求 (2)5 行波测距装置技术要求 (7)附录A HDR文件格式 (9)附录B 故障录波装置建模原则 (19)附录C 故障录波装置录波量接入原则 (21)前言为规范、指导南方电网110 kV及以上系统故障录波装置及行波测距装置选型配置，依据国家和行业的有关标准和规程，特制定本规范。

本规范的附录为资料性附录。

本规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出。

本规范由中国南方电网有限责任公司系统运行部归口并解释。

本规范在起草的过程中得到了广东省电力设计研究院、广东电网公司、广西电网公司、云南电网公司、贵州电网公司和海南电网公司的大力支持。

本规范主要起草人：丁晓兵、庞学跃、刘玮、李一泉、邓小玉、刘千宽南方电网故障录波及行波测距装置技术规范1范围1.1本规范规定了南方电网公司范围内110kV及以上常规厂站故障录波装置和行波测距装置的技术标准和要求。

直流换流站录波装置和行波测距装置参照执行。

1.2本规范适用于南方电网公司范围内110kV及以上常规变电站的故障录波装置和行波测距装置新建、改造工程。

故障录波装置和行波测距装置的设计、施工、验收及运行维护应参照本规范执行。

1.3本规范与《中国南方电网继电保护通用技术规范》一起，构成故障录波装置和行波测距装置的全部技术要求。

2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而构成为本规范的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，但鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

附 录 A （资料性附录）行 波 测 距 基 本 描 述行波测距是利用故障产生的暂态电流、电压行波来确定故障点的距离，如图A.1所示。

它包括双端行波测距法和单端行波测距法。

1M T '2M T 2M T 1N T '2N T 2N T图A.1行波测距示意图双端行波测距是通过测量故障行波达到线路两端的时间差来计算故障距离，公式为：111()2N M L T T v l −−=（A.1） 112()2M N L T T v l −−= （A.2） 式中：Ｌ 线路长度；l 1，l 2 故障点到两端的距离；T M1，T N1 行波到达线路两端时间；ｖ 行波传播速度。

对双端行波测距法而言，线路长度的误差ΔL 将会导致ΔL /2的测距误差，1μs 的时间误差将导致近150m 的测距误差。

单端行波测距是通过测量故障行波在故障点与本端母线之间或故障点与对端母线之间往返一次的时间差计算故障距离，公式为：211()2M M T T v l −= （A.3） '211()2M M T T v l L −=− （A.4） 式中：l 1 故障点位置；L 线路长度；T M1，T M2 故障初始行波到达M 端母线测量点及其从故障点反射回测量点的时间；T’M2经过故障点透射过来的故障初始行波在N端母线的反射波到达M端母线测量点的时间；ｖ行波传播速度。

单端行波测距由于原理上的缺陷，一旦不能正确识别反射波，测距精度就无法保证。

由于实现单端行波法的计算机算法还不成熟，因而难以自动给出准确的测距结果；同时在很多情况下，也无法通过对单端暂态行波波形的离线分析获得准确的测距结果。

双端行波测距受影响因素少，测距结果准确、可靠。

原理上可利用电流行波或电压行波测距，考虑到CT具有较好的传变高频信号的能力，建议使用CT二次侧测到的电流行波信号进行测距。

在实际应用中，一般应利用电流行波故障测距，同时以双端行波测距法为主，辅助以单端行波测距法或其它方法。

WGXD—2007输电网故障行波定位系统技术说明书二〇〇七年一、概述高压输电线路输送距离长，暴露在旷野，且多为山区丘陵地形，易发生故障。

故障点的快速、精确定位，一直是电力部门尚未解决的难题，对电力系统的安全运行构成较大威胁，也给线路运行维护人员带来了繁重的负担。

本产品在前期研究并获3项发明专利的电压行波故障定位方法、专用行波传感器和高精度GPS同步时钟的基础上，研究开发了一种原创性的具有广泛应用前景的高精度电网故障定位技术。

该技术通过检测由故障点产生沿输电线路以接近光速的速度传输到电网中各变电站的暂态行波信号，记录故障行波到达各变电站测量点的GPS同步时钟精确时间值，由故障线路两侧变电站测量到的GPS时间差计算故障点精确位置。

故障行波定位系统由各变电站的故障行波采样单元通过通讯网络与安装在调度的故障定位主机相连组成，实现对整个电网各种故障的精确定位，且可以用于电网相角测量。

具体实现时，装置通过电压互感器和电流互感器直接提取故障行波波头，启动记录行波波头到达的GPS时间并传输到安装在调度中心的故障行波定位主机，根据输电线路两端测量的故障行波到达时间差计算故障点位置。

并把故障数据信息通过Web服务器发送到各故障线路两侧变电站的主管电业局，便于电业局迅速进行故障处理。

二、产品的主要特点✓改变传统按输电线路进行故障定位方式，两个故障行波定位屏完成单条输电线路故障定位；该系统按电网进行故障定位，在每个变电站仅需安装一套行波采集装置，便可实现整个电网的故障定位；✓行波定位装置分别从电压互感器、电流互感器和专用行波传感器提取故障行波波头，造价低，安装简单，满足电力系统安全运行要求；✓采用高精度晶振同步GPS时钟，产生高精度时间同步信号，能有效消除S.A.干扰，在卫星正常接受条件下时间误差不高于0.1μS，卫星失步一小时的条件下时间误差不高于1μS；✓故障定位精度高，现场试验测试表明：定位误差小于150米；✓定位装置具有较高的运行可靠性，能够满足对雷击闪络、断线、碰线、污闪等各种类型故障的准确定位，尤其适用于高阻接地故障的定位；✓软件采用Windows操作平台，基于C++Builder5开发，采用图形界面，运行稳定、升级方便、操作简单，可与变电站综合自动化系统及调度中心通讯；✓具有完整的软硬件自检功能，设有掉电保护，抗干扰能力强。