行波测距

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。

XC2000行波测距软件操作说明1.行波测距线路参数设置
打开行波测距软件XC2100点击系统设置口令
此口令已被取消，直接点击确定即可
点击运行模式，选择分站端
再点击系统设置参数设置线路参数设置
在参数配置表格中输入行波测距装置所接入的线路名称线路长度和对端站名保存配置后退出
2.双端线路故障查看
当线路发生故障后行波测距装置启动，并将数据发送到工控机软件内，如形成双端数据则会在界面自动出现线路故障距离。

如上两图所示在界面选择为息烽变时测距结果选项为故障点
距离息烽变的距离。

（在故障时间界面内微妙一项一般为六位）。

双击故障数据出现下图
此图显示双端故障波形，故障点距离双端的实际距离，点击图中打印项可将此图打印出。

2.将数据拷贝出
点击菜单键数据维护点击数据导出
选择站名，选择需要拷贝出的故障数据点击拷贝。

（数据导出必须导出到U盘选择盘符时许选择U盘所在的盘符）。

3.通讯故障时双端波形测距
当本站与对端行波测距装置发生通讯故障时无法正常形成双端数据，这时需要站内值守人员与对端站内联系得到行波测距软件内给出的故障时间
点击上图菜单键行波测距内的人工测距
输入具体本端记录时间和对端记录时间点击双端测距结果就可以得到具体测距结果。

电缆行波测距原理引言：电缆行波测距是一种常用的测距方法，通过利用电缆中的行波信号，可以准确地测量出电缆的长度。

本文将详细介绍电缆行波测距的原理及其应用。

一、电缆行波测距的原理电缆行波测距是基于电磁波在电缆中的传播速度来进行测量的。

当在电缆中施加一个脉冲电压信号时，该信号会在电缆中以电磁波的形式传播。

根据电磁波在传输过程中的速度与传输介质的特性有关，因此可以通过测量行波信号的传播时间来计算电缆的长度。

二、电缆行波测距的步骤1. 信号发送：首先，在待测电缆的一端施加一个脉冲电压信号。

这个信号可以是一个矩形脉冲、正弦脉冲或其他形式的信号。

2. 信号传播：脉冲电压信号在电缆中以电磁波的形式传播，沿着电缆的导线向另一端传输。

3. 信号接收：在电缆的另一端设置接收器，用于接收传输过来的信号。

接收器可以是示波器、激光测距仪等设备。

4. 信号处理：接收到信号后，通过信号处理器对信号进行处理，例如滤波、放大等操作。

5. 测量距离：根据信号的传播时间和电磁波在电缆中的传播速度，可以计算出电缆的长度。

常用的计算公式为：电缆长度 = 传播速度× 传播时间。

三、电缆行波测距的应用1. 电力系统中的应用：电缆行波测距可用于电力系统中电缆的故障检测和定位。

通过测量行波信号的传播时间，可以确定故障点所在的电缆长度，从而提高故障定位的准确性和效率。

2. 通信系统中的应用：在通信系统中，电缆行波测距可用于测量光纤电缆的长度。

通过测量光信号的传播时间，可以准确地测量出光纤电缆的长度，从而为光纤通信系统的维护和管理提供便利。

3. 铁路信号系统中的应用：电缆行波测距可用于铁路信号系统中电缆的故障检测和定位。

通过测量行波信号的传播时间，可以确定故障点所在的电缆长度，从而提高故障定位的准确性和效率，保证铁路信号系统的正常运行。

4. 工业自动化系统中的应用：电缆行波测距可用于工业自动化系统中电缆的故障检测和定位。

通过测量行波信号的传播时间，可以确定故障点所在的电缆长度，及时修复故障，保证工业自动化系统的正常运行。

D型现代行波故障测距基本原理D型现代行波故障测距原理为利用故障暂态行波的双端测距原理，它利用线路内部故障产生的初始行波浪涌到达线路两端测量点时的绝对时间之差值计算故障点到两端测量点之间的距离。

设线路MN故障产生的初始行波浪涌以相同的传播速度v到达M端和N端母线的绝对时间分别为TM和TN，则M端和N端母线到故障点的距离可以表示为：式中：L为线路MN的长度。

为了准确标定故障初始行波浪涌到达两端母线的时刻，线路两端必须配备高精度和高稳定度的实时时钟，而且两端时钟必须保持精确同步。

另外，实时对线路两端的电气量进行同步高速采集，并且对故障暂态波形进行存储和处理也是十分必要的。

D型早期行波故障测距装置采用载波方式实现线路两端测距装置的时间同步，因而难以获得较高的测距精度。

D型现代行波故障测距原理采用内置全球定位系统(GPS)接收模块的电力系统同步时钟实现精确秒同步，这使得线路两端的时间同步误差平均不超过1μs，而由此产生的绝对测距误差不超过150m。

2 D型现代行波故障测距原理的准确性分析D型现代行波故障测距原理利用线路长度、波速度和故障初始行波浪涌到达故障线路两端母线时的绝对时间之差值计算故障距离。

因此，能否获得准确的线路长度、波速度和故障初始行波浪涌到达时刻，将直接影响测距准确性。

严格来讲，无论是传统的故障测距原理，还是行波故障测距原理，其测距结果表示故障点到线路末端的实际导线长度。

但巡线时往往将测距结果当作地理上的水平距离并以此作为查找故障和计算测距误差的依据，而并不考虑线路弧垂的影响。

同样，线路全长也是以水平距离的形式预先给定。

当线路较长时，计及弧垂影响后的实际导线长度与导线水平长度相差较大。

D型行波故障测距原理需要利用线路全长，因而其测距误差往往比其它不需线路全长的行波故障测距原理(如A型原理)的测距误差要大。

比较理想的做法是利用线路设计数据计算出不同温度条件下沿线各档距内的实际导线长度，进而获得实际线路导线的总长度(用于D型测距)，并最终将故障测距结果换算为故障所在档距或杆塔号。

行波测距原理
1关于行波测距
行波测距是一种运用行波的测距技术，是一种快速准确的测量距离的方法。

主要应用于运用激光或声波测量目标之间的距离，或者也可以用来进行四周环境的测评。

1.1基本原理
行波测距的原理是通过发射行波来测量距离，行波发射器会发出激光或声波，这些激光或声波源会受周围物体的反射而发出行波，由发射器检测反射回来的行波，可以得出行波与物体之间的距离。

即通过行波发出和接收的时间间隔来测量行波与测量对象之间的距离，并结合行波速度计算出距离。

1.2应用
行波测距技术在工业中有广泛应用，可以用于检测各种对象的大小和距离，以及各种机械装置的运行，可以准确的测量出各种机械装置之间的位置和尺寸数据，从而更准确的控制机械装置的运行和整体机械装置的工作状态。

此外，行波测距还可以用于检测安全装置，避免机器失常，避免安全事故的发生。

行波测距技术也被广泛应用在导航中，它可以用于搭载卫星的飞行器的导航，它可以测量飞行器与地面或船舶的距离，以便更准确的计算飞行路径。

1.3总结
行波测距技术是一种快速准确的测量距离的方法，有着广泛的应用前景，具有极大的社会效益。

它可以用于检测各种机械装置、安全装置和导航系统，将对机械装置和导航系统的精准控制和操作质量提升带来极大的便利。

行波测距技术在超高压输电线路中的应用现代电力电网的正常运行离不开可靠准确地得到输电线路的故障点的定位。

当超高压输送电线路出现故障时，故障点产生的行波将沿着输电线路向故障点两边进行传播。

行波动作快速，但可以根据行波的特点对其进行距离测量，从而找到故障所发生的位置。

本文将首先简析行波故障测距所使用的物理学机理，并结合具体案例来说明其在超高压输电线路中的应用。

标签：超高压输电；故障测距；行波。

我国经济的高速发展驱动着电力系统朝着更大、更稳定的方向发展。

超高电压输电技术是应时代发展要求应运而生，更高的电压意味着更低的线路损耗和更大的能量传输。

高压输电线路作为电力系统的大动脉，是最容易和最频繁发生故障的部位。

由于输电线路全部在户外，除了恶劣的自然环境，本身的老化等都会导致故障的发生，而由于超高电压输电在远距离输电才更有经济优势，以上原因导致当输电线路发生故障时，极难查找出故障点。

准确快速的故障测距可以有效帮助修复线路，保证线路可靠稳定供电，从而保证整个电网的安全稳定运行，最大限度降低线路故障对整个电力系统造成的威胁和对国民经济和人民生活带来的综合损失。

1、电力输电线路测距现状基于工频电气量的工频阻抗法是当前电力系统使用较多的定位故障点的方法，其主要是通过测量故障输电线的电压电流等量并计算出系统故障回路的阻抗值来估算故障点的距离。

但阻抗法极易受输电线路本身阻抗、负载电荷等的干扰，测距的精度没法得到保证。

高频数字量采集和电磁暂态理论的进步推动了基于行波的测距技术的发展，其测距精度相较传统工频阻抗法有了大大提高。

2、行波测距的物理学释义及实际应用方法根据叠加原理将发生故障的输电线分为正常状态和附加故障状态的叠加。

由工程经验知，一般故障点和地短接使得故障点的电压变为0V。

输电线正常工作时，定义该点电压为U。

由叠加原理易知，假定叠加的故障时，定义该点电压为-U，这样叠加之后故障点的电压为0V。

假定的叠加故障状态中-U电压将使得高压输电线产生由故障点向线路两端传播的前进波，即故障行波。

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。

现代行波故障测距技术应用主要内容行波测距工程技术概述行波数据应用实例分析设备的运行和维护设备的安装新一代行波测距设备1 行波测距工程技术应用概述•输电线路上的行波是指沿线路传播的电压、电流波；•线路故障时产生暂态行波，行波测距设备通过记录分析线路上的暂态行波，可以实现故障定位；•主要使用的行波测距原理：单端电气量测距法（A 型），双端电气量测距法（D型）等。

暂态行波分量的提取是利用暂态电压、电流故障分量的组合来实现的；通过变电站内线路上的CT、PT、CVT等元件来实现暂态电流/电压行波的传变。

由于电流行波具有比电压行波更好的瞬变特性，基于变电站/电厂的站端行波测距大部分提取故障电流行波，个别情况采用提取电压行波。

时间精度对于行波测距具有重要的意义。

行波测距设备本身要具备时间同步的功能。

行波测距装置运行的时间精度要达到1us，在理论上实现双端测距偏差150米。

采用GPS\BD对时系统1 行波测距工程技术--网络化1 行波测距工程技术--网络化2 行波测距数据应用数据波形的认识双端测距的运用单端测距的运用故障信息的整理2 行波测距数据应用数据波形的认识• 初始行波、反射波、透射波•初始行波、反射波、透射波故障初始行波、故障点反射波、对端故障透射波、线路全长反射波的关系：假如，如果上述四个波头在波形图上所,S2,S3,S4），标识的距离分别设为（S1自然得出线路全长L：L＝S4－S1L＝S2＋S3L＝S4－S1；L＝S2＋S3●在实际线路故障时，由于故障点的故障性质并不确定，相对应的行波的反射系数和透射系数亦不可知，从而故障行波的反射分量、透射分量的大小亦有区别。

●在一次故障产生的行波过程中，四种波头的形状、幅值需要进行辨识。

• 初始行波、反射波、透射波2 行波测距数据应用双端测距的运用双端行波测距的运用•在获取对端线路变电站双端关联线路的数据后，即可运用软件的双端测距功能展开双端测距数据分析。

•若拘于通讯或者其他原因，不能自动获取对端关联数据，也可通过其他人为通讯手段获取对端启动时刻记录，进行人工测距。

1.背景行波测距在输电网中有着广泛的应用，对于快速定位故障，缩短故障恢复时间有着重要意义。

本文对行波测距的基本原理以及实现方案进行分析，以期对相关装置的开发以及算法研究有所帮助。

2.行波测距原理2.1 行波的特性输电线路如果忽略传输损耗（忽略分布电阻以及对地电导） ，则可以认为是由大量的分布电感和电容组成的。

假设一段线路始端为M，末端为N，在线路中间某一点P发生对地故障，则相当于在P点接入一个等效电源，其电压与此点故障前电压大小相等，方向相反。

假设在t=0时发生故障，则对于分布参数的传输线，故障等效电源会给线路电容充电，在导线周围建立电场并相邻电容充电，线路的分布电容被依次充电，这一过程如同一个电压波在按照一定的速度沿线传播。

同时随着电容的充放电，将有电流流过线路分布电感，也会有一个电流波沿线传播。

因此通过以上分析，线路故障后，会从故障点开始有电压行波和电流行波向线路两端传播。

行波的波速与线路本身的特性有关，速度公式如下，其中L和C为线路单位长度的电感与电容，线路行波的波速只与其绝缘介质的性质有关，与导体的材料和截面积无关。

例如架空线路的行波速度为294km/ms，纸绝缘电缆线路的行波速度为160km/ms，交联聚乙烯电缆的行波速度为170km/ms。

行波在波阻抗发生变化的分界点处会发生反射和折射，例如上图中的N如果为母线，N有几条出线，则在N处会发生反射和折射。

2.2 单端行波测距单端行波测距是在线路的一端安装测量设备，利用线路故障时测量到的第一个行波与反射的第二个行波的时间差计算测量点和故障点之间的距离。

例如下图,在M点安装行波测量设备，M点测量到的第一个行波为i1，i1在M点和故障点F发生两次反射，再次被M点测量到，那么这个时间差为两倍MF距离，因此上面考虑的是故障点距离M点比较近的情况，实际上如果F点距离N点比较近，那么测量到的第二个行波应该是i5。

假设MN的距离为L，则可以计算出如果F点距离M点小于L/2时，第二个行波为i3，否则第二个行波为i5,这两种故障距离的计算公式是不同的。

行波行波，英文名称traveling wave.定义：某一物理量的空间分布形态随着时间的推移振幅不变的情况下向一定的方向行进（不断向前推进)所形成、传播方向为无限，故称行波。

1概述电力线路在输送电能时是以电磁波的形式传播的，在忽略电阻和电导的情况下，其线性行波的传播速度为：v=1/sqrt(LC)；将线路的电感和电容代入上式，可以发现架空线路的行波传播速度接近于光速，即v≈3*10^5km/s。

行波波长是指行波相位差正好等于2π的两点之间的距离。

2其它相关行波测距式距离保护原理1引言高压输电线路是电力系统的命脉。

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的。

然而迄今为止，输电线路保护无论是利用工频分量还是暂态高频分量，都只能判断出故障发生的区域，只能达到切除故障的目的。

微机距离保护虽然能给出故障距离，但因精度不高不能满足生产需要，要及时找到故障点对线路加以修复仍需要配备专门的故障测距装臵，两个装臵有很多相似的功能模块，使得线路投资增加，装臵的作用得不到充分发挥。

行波距离保护由于采用输电线路故障后的行波，使得保护装臵具有超高速动作的特性；而且利用行波折反射的特点可以精确地计算出故障距离，并同时兼作保护动作判别量和测距输出结果，即集保护和测距为一体，有效解决了以上问题，因而行波距离保护装臵的研究极具实用价值。

利用行波进行故障测距[1]的方法早在20世纪50年代就已被提出，并在实际中得到应用。

70年代末，G．W．Swift 等指出了行波频率与故障距离之间的关系[2]。

1983年,P.A.Crossly等人提出了利用相关算法计算行波传播时间进而求得故障距离，通过对故障距离和被保护线路长度的比较决定保护是否动作的行波距离保护方案[3]。

1989年，我国学者根据输电线路故障行波的特征，提出了行波特征鉴别式距离保护[4]，该保护首先利用行波的特征，判断出故障发生的区间，若判断为正方向区内故障，再进一行波特征鉴别式距离保护。

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。