【正文】  摘 要：本文介超深溪沟水电站500kV输电线路行波故障测距装置的应用，通过对输电线路行波故障测距装置工作原理及故障时利用采集到的故障暂态行波信息快速进行故障定位的分析，阐明输电线路行波故障测距装置在深溪沟电站的可靠性、准确性、实用性，满足电网系统安全、稳定运行的要求。
  关键字：行波故障测距、暂态、定位
  1、概述
  深溪沟电站500kV主接线采用四角形接线方式，一回500kV架空线路与上游瀑布沟水电站相连,另一回与下游枕头坝电站相连，正常时闭环运行。深溪沟电站采用一套行波测距装置，由北京衡天北斗科技有限公司提供型号为HPR-7003输电线路行波测距系统，输电线路行波故障测距装置采集深布线出线侧电流互感器电流、枕深线出线侧电流互感器电流，利用采集到的故障暂态行波信息进行故障定位，计算精度高，不受故障类型的影响。
  2、输电线路行波故障测距装置的应用
　 2.1 单端电气量的行波测距原理
　　在被监视线路中发生故障情况时，故障产生的电流行波会在测量端母线和故障点之间来回折反射，并产生响应的波头信息，行波测距装置利用电流互感器传变回来电流高频行波，提取出波头时间信息，根据故障初始波头到达母线的时刻与该行波波头在母线和故障点反射后再次到达母线测量端的时间差进行测距。
　 （1）单端行波测距故障点在中点以内
  图1中T1为故障点初始行波波头到达测量端母线M的时刻，T2为故障点反射波头到达测量端母线的时刻，根据这两个时间信息可以得到单端行波的测距公式为：





  图1 单端行波故障测距示意图
　　

                          
　 （2）单端行波测距故障点在中点以外
　　当故障点在中点靠近右侧母线N的位置时，此时第一个行波波头仍然是故障点的初始行波波头，第二个行波波头为对端母线N反射到达母线M的行波波头，按照下式计算故障距离：








 
  得到的DNF是故障点到对端母线N的距离。
　　输电线路行波故障测距装置利用上述的故障行波初始波头以及反射波头之间的时间关系进行故障距离的测量。装置中具备硬件和软件的滤波处理功能，在线路上存在噪声干扰以及雷电波的情况下，仍然能够进行有效地行波波头的提取以及故障距离测量。
　 2.2 双端电气量的行波测距原理
　　在故障线路的两侧母线均装设有行波测距装置，在F点故障后，故障点产生的行波波头会向两侧传播，初始波头到达两侧母线测量端的时刻分别为T1和T2，则根据线路长度和故障距离的关系，有以下关系式成立：






    



                         
                               
  双端行波测距方法主要依靠故障线路两端测量得到的故障初始波头的时间信息，由于在故障行波中，故障初始波头往往比较明显，不会受到后续折反射以及线路结构的影响，并且易于提取和辨识，测距结果精确度较高，稳定性较好。在双端行波测距中，两端行波测距装置必须要装设时间同步装置（GPS），并且需要保证两端时间同步装置的时间严格同步，否则会造成较大的测距误差。并且双端行波测距需要建立两端测距装置之间的通信通道，以交换两端的波头时间信息。
　　行波测距装置有自动测距和手动测距两种工作模式：如果线路两端都安装有测距装置，则发生故障后，系统自动给出双端测距结果；如果只有一端安装有测距装置，系统自动给出单端测距结果。如果只有一端安装或者无法与线路对侧的装置通信，则可以进行手动测距。
　　当测距软件监控到有新故障产生后，自动读取故障文件，判断故障线路，然后和线路对侧装置通信，获取对侧故障信息，然后进行双端测距，测距结果显示在故障信息列表。
　　如果双端测距成功，测距信息为：测距成功。如果测距失败，则测距信息显示为相应的失败信息。
　　深溪沟电站安装了一套行波测距装置，而枕头坝电站未安装了行波测距装置，因此深溪沟电站行波测距装置采用人工单端行波测距，在故障信息列表中选择相应故障，然后鼠标右键或者在操作菜单中选择“单端测距”，每次故障测距后，可打印出故障测距结果报告。
  3、输电线路行波故障测距装置的综合评价
　 3.1可靠性
　　当500kV线路故障发生后能够可靠地进行测距，无论在何种故障类型和故障条件下，不会使测距结果出现出现较大的偏差。而在没有故障的情况下，能正确地启动故障测距装置。
　 3.2准确性
　　装置暂态行波故障信息量采样频率达到1MHz，每个采集插件均采用大规模FPGA和32位ARM芯片，提高了硬件集成度和采集插件的抗干扰能力，电路设计紧凑、合理，工作更加稳定、可靠，系统设有GPS接口和专用时间同步电路模块，由共用或者专用的GPS同步时钟配合时间同步电路模块为系统提供标准时间，保证所有采样通道同步误差不超过1μs，利用故障暂态行波信息能快速进行故障定位。
  3.3实用性
　　线路故障测距算法不受故障类型、系统运行方式、过渡电阻及其故障距离等的影响，在各种情况下均能获得较高的精度。在实际使用中，能减少人的工作量，方便易用。
  4、结束语
　　随着电力系统的快速发展，超高压、长距离输电线路越来越多，线路故障点的准确定位越来越重要。系统发生故障时能准确查找线路故障点，能减少线路寻查的工作量，缩短故障修复时间，节约大量的人力、物力，提高供电可靠性，减少停电损失。深溪沟电站采用的输电线路行波故障测距装置，能够满足线路行波测距的性能要求，保证了500kV电网系统稳定运行。
  参考文献：
  【1】 北京衡天北斗科技有限公司.HPR-7003输电线路行波故障测距装置说明书。