行波故障测距方法

高压输电线路行波故障测距技术探析摘要：高压输电线路是电力系统的命脉，它担负着传送电能的重任。

同时，它又是系统中发生故障最多的地方，并且极难查找。

因此，在线路故障后迅速准确地把故障点找到，不仅对及时修复线路和保证可靠供电，而且对电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的意义。

本文概述了故障测距算法的几种方法，详细分析对比了行波测距法。

关键词：高压线路；故障测距；行波0引言高压输电线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一，具有巨大的社会经济效益。

输电线路故障测距按采用的线路模型、测距原理、被测量与测量设备等的不同有多种分类方法。

根据测距原理分为故障分析法和行波法；根据测距所需的信息来源分为单端法、双端法和多端法。

1输电线路故障测距的意义电力系统输电线路上经常发生各种短路故障,在故障点有些故障比较明显,容易辨别,有些故障则难以发觉,如在中性点不接地系统发生单相接地故障时,由于接地电流小,所以在故障点造成的损害小,当保护切除这一故障后,故障点有时很难查找,但这一故障点由于绝缘已经发生变化,对整个线路来讲比较薄弱,很可能就是下次故障的发生地,因此,仍然需要尽快找到其位置。

其次,输电线路穿越的地形复杂,气候恶劣,特别是远距离输电线路,难免要穿越山区,沙漠这些人迹罕至的偏僻地带,交通十分不便。

再者,多数故障往往发生在风雪,雷雨等较为恶劣的天气中发生。

另外,我国电力系统的巡线装备简陋,使得故障测距的准确度,对故障巡线工作起了关键性的作用。

2故障分析法故障分析法根据系统在运行方式确定和线路参数己知的条件下，输电线路故障时测量装置处的电压和电流是故障距离的函数，利用故障录波记录的故障数据建立电压、电流回路方程，通过分析计算得出故障距离。

2.1利用单端数据的故障分析法利用单端数据的故障分析法包括阻抗法、电压法和解方程法。

阻抗法瞄。

是利用故障时在线路一端测到的电压、电流计算出故障回路的阻抗，其与测量点到故障点的距离成正比从而求出故障距离。

一、其他测距的方法？（听诊法，短距长距分别用什么）二、故障测距各方法的优缺点？为什么选择行波法？三、行波法需要解决哪些问题？目的，定位精度等。

四、行波法各种方法的原理？确定使用哪一种？五、行波法市面上使用的产品（程度、问题、技术发展现状）四、行波法各方法原理：A型装置利用故障点产生的行波在测量点到故障点间来回往返的时间与行波波速之积来确定故障位置；B型装置利用故障点产生的行波到达两端的时间差与波速之积来确定故障位置；C型装置是在故障发生时于线路的一端施加高压高频或直流脉冲信号，根据脉冲往返时间来确定故障位置；D型装置是在 B型装置的基础上建立了基于全球定位系统（Global Positioning System，GPS）精确对时的双端行波法，使得行波故障测距的实现既简单又精确稳定，并且有良好的适应性；E型装置出现时间稍晚，它采用单端方式，原理是捕捉线路发生故障后的断路器重合闸产生的电流行波进行定位，它同样可以测量永久短路故障、开路故障以及在健全线路中测量线路全长；F型装置原理（单端测距原理）则利用故障线路在断路器分闸时产生的暂态行波在行波的测量点与产生故障的地点之间往返一次的传播所用的时间与行波的速度积计算发生故障点的距离。

（1）A型行波法原理A型法是一种单端行波测距法，其利用线路故障时自身产生的暂态行波信号实现故障定位。

在牵引网输电线发生故障时，故障产生的行波浪涌在故障点及母线之间来回反射，利用故障线路在测量端感受到的第一个正向行波浪涌与其在故障点反射回的行波信号之间的时间差，计算测量点到故障点之间的距离。

单端A型测距原理示意图设S端为测量端,波速为v，故障初始行波与故障点反射波到达本端母线的时间分别为Ts1,Ts2,则故障距离原理可用公式表示为：当故障点在线路中点以内时,来自故障线路方向的第二个同极性行波波头是故障点反射波,根据它与故障初始行波的时间差△t,利用上式来实现测距。

当故障点在线路中点以外时,来自线路方向的第二个行波波头是来自故障线路对端的反射波,虽然电流行波在对端一般产生正反射以及故障点透射系数为正数,由于向对端运动的故障初始行波与向本侧运动的初始行波反极性,故对端反射波在本侧记录下的行波波形上与故障初始行波反极性。

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。

串联电容补偿线路接地故障的行波测距新方法
嘿，朋友们！今天咱要来聊聊一个超酷的东西——串联电容补偿线路接地故障的行波测距新方法！你知道吗，这就像是在复杂的电路世界里找到了一把神奇的钥匙！
比如说，我们家里的电路有时候会出点小毛病，就像人生病了一样让人头疼。

而这个行波测距新方法呢，就是能快速精准地找到故障点的好办法。

想象一下，电路就好比是一条布满荆棘的道路，接地故障就是隐藏其中的陷阱。

以前我们可能要费劲地摸索才能找到它，但现在有了这个新方法，就好像有了一双慧眼，能够一下子就锁定目标！这多厉害啊！
我记得有一次和几个电工师傅聊天，他们说起以前排查故障的艰难，那真的是让人焦头烂额啊。

但如果有了这个新方法，那不就轻松多了，省时省力还高效！
它可不是随随便便就出现的，那是经过无数专家和技术人员的努力和钻研才诞生的呀！这背后凝聚着多少智慧和汗水啊。

就跟我们努力追求梦想一样，不付出怎么会有收获呢？
朋友们，你们想想看，要是没有这样创新的方法，我们面对那些复杂的电路故障该怎么办呢？岂不是要手忙脚乱。

所以说，这个新方法真的是意义重大啊！
在我看来，这个串联电容补偿线路接地故障的行波测距新方法绝对是电路领域的一大突破，它让我们在面对故障时有了更强大的武器，能够更好地保障电路的安全稳定运行。

以后肯定会在更多的地方发挥它巨大的作用，让我们一起期待吧！。

基于局部均值分解的行波故障测距方法刘伟鑫;周松斌;刘忆森;韩威;张宏钊【摘要】In view of the problem of the wave velocity uncertainty and the inaccurate measurement of the arrival time of initial traveling wave in travelling wave fault location measurement of transmission line, a traveling wave fault location measurement method based on local mean decomposition (LMD) is proposed in this paper. It can eliminate the influence of wave velocity to fault location measurement by adding a measurement point in the middle of the traditional Double-Ended Traveling Wave and calculating the traveling wave velocity with the length of fault-free line segment and the time that the initial wave is tested at the measurement point. The local mean decomposition is applied to decompose the line mode component of measured current wave, and the arrival time of the initial traveling wave can be detected according to the first sudden arising of frequency in the instantaneous curve of the first PF obtained through LMD. The transmission line simulation model of the Simulink is established in the paper. The results of the simulation comparison conducted for LMD, Wavelet Transform and Hilbert-Huang Transform (HHT) show that LMD has higher fault location measurement accuracy than the schemes based on either wavelet transform or Hilbert-Huang transform and it has a certain reference value to transmission line fault location measurement in practice.%针对当前输电线路行波故障测距存在波速不确定性与行波波头到达时间难以准确测量问题,提出一种基于局部均值分解(local mean decomposition,LMD)的行波故障测距方法,该方法在传统双端测距线路中间增加一个测量点,利用无故障线段的长度和测量点检测波头时间求出输电线路的行波波速,有效消除波速对测距精度的影响;利用LMD算法对行波故障电流线模分量进行分解,根据分解得到第一个分量PF瞬时频率曲线的首个频率突变点准确测量行波波头到达时间.采用Simulink搭建输电线路仿真模型,将该文行波故障测距方法与小波变换测距、HHT变换测距方法(Hilbert-Huang transform,HHT)进行仿真对比,结果表明:该文方法测距精度高于小波变换测距、HHT变换测距方法,对实际输电线路故障测距具有重要应用价值.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2017(043)009【总页数】5页(P42-46)【关键词】行波故障测距;局部均值分解;输电线路;测距精度【作者】刘伟鑫;周松斌;刘忆森;韩威;张宏钊【作者单位】广东省智能制造研究所广东省现代控制与光机电技术公共实验室,广东广州 510070;广东省智能制造研究所广东省现代控制技术重点实验室,广东广州510070;广东省智能制造研究所广东省现代控制与光机电技术公共实验室,广东广州 510070;广东省智能制造研究所广东省现代控制与光机电技术公共实验室,广东广州 510070;广东工业大学自动化学院,广东广州 510006【正文语种】中文随着现代电网发展以及供电质量不断提高，输电线路故障快速、准确定位已显得非常重要。

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。

基于行波的电力电缆故障测距方法Study of Fault Locatio n Method by T raveling Waves fo r Pow er Cables熊元新,刘　兵(武汉大学电气工程学院,武汉430072)摘　要　在比较了行波测距法与阻抗测距法,并发现在电力电缆故障测距中行波测距法优于阻抗基础上,综合分析了各类行波故障测距方法的优缺点及近几年国内外行波故障测距方法的特点,构想了行波法今后发展的方向和小波分析在电力电缆行波测距方法中的应用。

Abstract T his paper comprehensively analy ses the charac-teristic of all kinds o f fault lo catio n by tr aveling w aves of-fered in China and in other count ries in recent y ears .Based on compar ing fault location by tr aveling w aves and by impedance fo r pow er cables and believing that t he for mer is better t han the later ,this paper compr ehensiv ely analy ses the merit a nd sho rtco ming o f all kinds o f fa ult lo catio n by tr aveling wav es and co nceives its dev elo ping o rientat ion.A t the same time,this paper analyses w avelets apply ing in lo-ca ting the fault with tr aveling wav es.T he co mprehensively conclusio n pr o vides theo ry to science w or ker s w ho want to resear ch and pro duce equipment for fault lo catio n.关键词　电力电缆　行波　故障测距Key words pow er ca bles tr avelling w aves fault lo ca tio n 中图分类号　T M 247 文献标识码　A0　引　言电力电缆具有安全、可靠、美化城市与厂矿布局等优点,获得了越来越广泛的应用。