500kv與220kv線路行波測距裝置的應(yīng)用

500kv與220kv線路行波測距裝置的應(yīng)用

1行波測距裝置的應(yīng)用xb2010型行波測距儀安裝在500kv大理變220kv側(cè)和220km蘇屯變220kv側(cè)。該裝置由昆明理工大學(xué)開發(fā),每套行波測距裝置有24個模擬量輸入通道,可以同時監(jiān)測8回線路,采樣頻率為1MHz?？梢詫Υ?理)蘇(屯)雙回線路進行雙端行波測距,對大(理)祥(云)雙回線路、大(理)麗(江)線路、大(理)洱(源)線路、大(理)劍(川)線路、蘇(屯)保(山)雙回線路、蘇(屯)崇(仁)線路進行單端行波測距。2010年6月4日00:08,220kV大祥Ⅱ回線B相跳閘,重合閘動作成功,2010年4月16日20:52,220kV蘇保Ⅱ回線A相跳閘,重合閘動作成功,安裝于大理變、蘇屯變的行波測距裝置捕捉到了這兩次故障,記錄下了相關(guān)波形。下面將介紹行波測距原理與方法,分析對這兩次故障的測距情況。2d型,a型行波測距方法分為A、B、C、D四種類型,由于A型與D型利用故障產(chǎn)生的行波進行測距,在實際中得到了廣泛應(yīng)用。A型為單端測距,D型為雙端測距。2.1有有效信號到達本側(cè)及初始行波A型單端電氣量行波測距需要在線路一側(cè)安裝行波測距裝置,檢測故障的發(fā)生并記錄下行波波形。其原理為,由故障點所產(chǎn)生的暫態(tài)行波第一個行波波頭(初始行波)到達本側(cè)母線,在本側(cè)母線反射后再由故障點反射回來到達本側(cè)母線,與初始行波時間差為Δt1;此外,故障產(chǎn)生的行波到達對側(cè)(末端)母線后也會發(fā)生反射,此反射波經(jīng)過故障點也會到達本側(cè)母線,與初始行波時間差為Δt2。一般情況下,故障點反射波與初始行波極性相同,而對端母線反射波與初始行波極性相反。設(shè)線路全長為l,距離測距裝置安裝點(母線)xf處發(fā)生故障,行波波速為v1,使用故障點反射波的測距公式為:xf=0.5v1·Δt1(1)使用對側(cè)母線反射波的測距公式為:xf=l-0.5v1·Δt1(2)2.2同步時間的確定D型雙端電氣量行波測距需要在線路兩側(cè)安裝行波測距裝置,并通過GPS等對時系統(tǒng)提供準確的同步時間。設(shè)線路全長為l,故障在絕對時間T發(fā)生,行波初始波頭到達兩側(cè)母線S和R的絕對時間分別為TS和TR,裝設(shè)于線路兩側(cè)的行波測距裝置將記錄行波到達兩側(cè)母線的時間,從而,故障距離xf可由下式計算得到xf=0.5[(TS-TR)v+l](3)3行波測距確定XB2010型行波測距裝置配置有單端與雙端測距軟件,其算法基于三次B樣條小波實現(xiàn),可以根據(jù)模極大值自動濾除干擾信號,自動消除相鄰母線反射波的影響,自動進行故障選線、選相、測距。其單端行波測距步驟如下:1)對初始行波實施小波變換,根據(jù)初始行波模極大值選擇故障線路、故障相;2)當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時,產(chǎn)生的暫態(tài)行波是相互耦合的,因此,需要通過相模變換消除線路電磁耦合的影響,行波測距選擇包含故障相的線模行波進行測距;3)根據(jù)選定的故障線路與非故障線路線模行波構(gòu)造特征行波,以消除相鄰母線反射波的影響;4)考察小波變換模極大值在不同尺度下的變化情況,以消除噪聲干擾,即對于尺度增大時,小波變換模極大值增大的模極大值給予保留,對于尺度增大時,小波變換模極大值減小的模極大值予以去除;5)通過設(shè)置門檻去除其他非故障點反射波所產(chǎn)生的模極大值,如線路換位點產(chǎn)生的模極大值;6)以給定尺度下的小波變換模極大值分布作為檢測依據(jù),在線路全長范圍內(nèi)搜索反向行波(來自于故障點方向的行波),給出行波性質(zhì)(故障點反射波或?qū)?cè)母線反射波)及對應(yīng)的距離。最終給出推薦測距結(jié)果。使用故障測距軟件進行測距分為三步。第一步故障選線(若選線有誤,允許人工修改),并選擇參考線路(用于消除相鄰母線反射波的影響,建議選擇較長線路);第二步故障選相(若選相有誤,允許人工修改),第三步故障測距,給出推薦測距結(jié)果。4運行波故障測距的示例分析4.1故障測距結(jié)果2010年6月4日0時8分27秒大祥II回線路故障,大理變電站安裝的XB2010行波測距裝置記錄下了此次故障。大祥II回線路電流行波總體情況如圖1所示。行波特征明顯,行波波頭突出。由于行波測距裝置不接入保護動作信息,行波測距裝置需要通過記錄的故障電流行波進行故障選線。圖2為接入行波測距裝置各線路B相(初始行波最大相)的波形,從中可以看出,大祥II回線路行波最大。根據(jù)行波傳播規(guī)律,大祥II回線路為故障線路,與實際相符。行波測距需要使用故障相電流行波進行測距,因此行波測距算法需要給出故障相。圖3為大祥II回線路三相電流行波波形,從中可以看出B相初始行波幅值遠大于其他相,根據(jù)行波測距原理,B為故障相,與實際相符。使用XB2010行波測距裝置的測距軟件進行故障測距。給出的測距結(jié)果為30.041km。故障線路線模波形與小波變換結(jié)果如圖4所示。根據(jù)行波測距理論可以清晰地看到“初始行波”、“對端母線反射波”、“故障點反射波”,并且“對端母線反射波”、“故障點反射波”對應(yīng)的測距結(jié)果均在30km左右,相互得到了印證,實際故障位置也在距大理變30km附近,由此可見行波測距有很高的精度。4.22故障線測試結(jié)果2010年4月16日20:52,220kV蘇保Ⅱ回線A相跳閘,蘇屯變電站安裝的XB2010行波測距裝置記錄下了此次故障。蘇保Ⅱ回線路電流行波總體情況如圖6所示。行波特征明顯,行波波頭突出。使用XB2010行波測距裝置的測距軟件進行故障測距,給出的測距結(jié)果為35.313km。故障線路線模波形與小波變換結(jié)果如圖6所示。根據(jù)行波測距理論可以清晰地看到“初始行波”、“對端母線反射波”、“故障點反射波”,并且“對端母線反射波”、“故障點反射波”對應(yīng)的測距結(jié)果均分別為35.313km、32.806km,較為接近,實際故障位置在距蘇屯變35km附近,由此可見行波測距有很高的精度。5測距結(jié)果的篩選1)介紹了XB2010型行波測距裝置測距軟件的原理與實現(xiàn)算法,有助于現(xiàn)場運行人員了解、認識行波故障測距原理與方法。2)一般認為單相接地故障時,線模與零模行波相互耦合、相鄰線路透射波等將使得行波識別困難,但從XB2010行波測距裝置給出的測距結(jié)果來