行波测距技术讲座课件.ppt
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1、输电线路行波测距技术2012-7-30主要内容1.故障测距技术的发展故障测距技术的发展2.输电线路中的波过程输电线路中的波过程3.行波测距原理行波测距原理4.核心技术核心技术5.装置介绍装置介绍6.实际故障分析实际故障分析1故障测距技术的发展必要性必要性电力线路故障查找极其困难线路多穿越山区、森林、荒漠等偏僻地带线路多穿越山区、森林、荒漠等偏僻地带故障经常发生在风雪、雷雨等恶劣气候下多数故障没有明显的破坏痕迹故障查找往往花费几天的时间。停电经济损失达数千万,甚至上亿元。线路长时间停电会威胁电力系统安全故障测距的作用故障测距的作用电力部门迫切需要解决电力线路电力部门迫切需要解决电力线路故障精确测
2、距难题故障精确测距难题缩短故障修复时间,提高供电可靠性,减少停电损失。减轻人工巡线工作量发现造成线路瞬时故障的绝缘薄弱点、线路走廊下的树支等事故隐患,及时处理,防止故障的再一次发生。运行要求,线路出线跳闸必须找出故障原因及故障点,误差在3%以内。故障测距的作用故障测距的作用故障测距方法故障分析法:根据故障时电压、电流录波图估算故障距离。阻抗法:通过测量阻抗来计算故障距离。行波法:通过测量电压、电流行波在线路上传播的时间,计算故障距离。其他方法。5 故障测距技术发展阻抗法:测量故障回路阻抗换算故障距离误差经常在几公里、十几公里以上,不满足不满足快速查找故障点的要求。不适用于不适用于直流输电线路、
3、带串补电容线路、T接线路等不能解决不能解决配电线路小电流接地故障测距ZlVmIm Zm=Vm/Im =Rm+jLm =x.R0+x.L0 x-故障距离 R0,L0-单位长度电阻、电抗值阻抗法测距误差大测距误差大,受多种因素影响,包括:故障点弧光电阻电源阻抗电压、电流互感器变换误差线路不对称(换位)影响长线分布电容线路走廊地形变化,引起零序参数变化。7阻抗法适用性差不宜用于以下线路:直流输电线路带串补电容线路T接线部分同杆架设双回线8故障测距技术发展(续)行波测距原理:利用故障行波在线路上的传播时间测距早期行波装置:上世纪50年代,美国、日本等开展过行波测距的研究。早期行波测距装置利用电压行波测
4、距法,原理有缺陷,技术不成熟,成本高,可靠性达不到实用化要求。60年代被逐步放弃。变电所10 现代微电子技术技术的发展为研究新的行波测距方法与设备创造了条件 现在公司现在公司克服了早期行波测距装置存在的可靠性、成本克服了早期行波测距装置存在的可靠性、成本等问题,将等问题,将行波测距实用化行波测距实用化,解决了线路故障测距难题,解决了线路故障测距难题。现在公司于1995年开发出利用电流行波的输电线路故障测距系统,投入试运行。行波法(续)测距装置投运过程测距装置投运过程 1995年,XC-11行波测距装置在东北电网交流500kV董辽线上投入运行。2001年,XC-2000行波测距装置在葛洲坝-上海
5、500kV直流输电系统投入运行。2002年,XC-2000T行波测距装置在胶济铁路配电线路上投入运行。XC-2000行波测距装置在葛洲坝直流换流站运行现场XC-2000行波测距装置故障测距技术发展(续)故障测距技术发展(续)课题组研制的XC系列行波测距系统广泛应用于电力系统 覆盖了全国覆盖了全国40%以上的超高压输电线路以上的超高压输电线路,包括:三峡电力外送、西电东送交/直流输电线路大同-北京500kV带串补电容交流输电线路青藏铁路配电线路晋东南-荆门1000kV交流、云南-广东800kV直流特高压线路利用项目研究成果生产的GPS同步时钟,已推广应用5000多套多套。国内应用情况国内应用情况
6、故障测距技术发展(续)故障测距技术发展(续)国外应用情况国外应用情况 电流行波测距装置在英国、阿根廷、南非、意大利、马来西亚等国获得了应用故障测距技术发展(续)故障测距技术发展(续)获得的奖项20022002年年9 9月,利用暂态电流行波的输电线路故月,利用暂态电流行波的输电线路故障测距技术与系统获障测距技术与系统获山东省科学技术奖三等奖山东省科学技术奖三等奖20032003年年3 3月,基于小波变换的输电线路暂态行月,基于小波变换的输电线路暂态行波分析和故障测距理论研究获波分析和故障测距理论研究获北京市自然科学北京市自然科学技术奖二等奖技术奖二等奖 2008年,基于行波原理的电力线路在线故障
7、测距技术获国家技术发明二等奖 故障测距技术发展(续)故障测距技术发展(续)输电线路上的波过程行波的概念沿输电线路传播的电压、电流波,其中沿参考方向传播的行波称为正向行波(或前行波),沿参考方向的相反方向传播的行波称为反向行波(或反行波)。行波过程由建立在分布参数线路模型基础上的电报方程来描述。说明:1)行波是一种电磁波,分电压行波和电流行波。2)从传播方向上分正向行波和反向行波。3)行波传播是有速度的。16行波的概念-总结行波是沿线路行进的电压或电流浪涌电压行波:建立电流到达处的线路分布电容的电场的充电电流电流行波:线路分布电容的充电电流行波是电磁波的一部分观测到的行波都是多个行波的叠加xU,
8、iU,i行波的概念18u稳态行波稳态行波是指系统正常运行时沿线路传播的行波,它是由是指系统正常运行时沿线路传播的行波,它是由系统的电源产生的。电能的传输和交换是通过稳态行波的传系统的电源产生的。电能的传输和交换是通过稳态行波的传播来实现的。播来实现的。u 暂态行波暂态行波是指系统运行过程中突然出现,而后又逐渐消是指系统运行过程中突然出现,而后又逐渐消失的行波,它是由系统的扰动,如短路、断线、开关操作、失的行波,它是由系统的扰动,如短路、断线、开关操作、雷击及雷电感应等引起的。雷击及雷电感应等引起的。暂态行波的产生19输电线路故障暂态行波的产生输电线路故障暂态行波的产生(a)故障等效网络故障等效
9、网络 (b)正常负荷网络正常负荷网络 (c)故障附加网络故障附加网络行波的概念-性质:畸变20波形畸变波形畸变行波的概念-性质:透射与反射21阻抗不匹配点:线路末端、故障点、接头透射波反射波对于电流行波而言:开路对于电流行波而言:开路-1,短路,短路+1。对于末端变电站采用间接。对于末端变电站采用间接测量信号到达时间的方式。测量信号到达时间的方式。入射波暂态行波的传播特性22故障暂态行波传播网格图故障暂态行波传播网格图在线路中一般取:291-294m/us)(212112SSSTTvtvXt23Ts1Ts2tSR单端电气量(单端电气量(A A)测距法)测距法行波测距原理行波测距原理V-波速度行
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