【正文】 到過(guò)流故障信息，而故障點(diǎn)下游的 FTU3 和 FTUn 檢測(cè)不到過(guò)流信息，從而將故障定位在 FTU2 和 FTU3 之間。 FTU1FTU2FTU3通訊網(wǎng)絡(luò)SCA DA系統(tǒng)FFTUn信號(hào)變1信號(hào)變2信號(hào)變n電源末端 圖 02 基于 FTUs 的故障分段定位示意圖 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 傳統(tǒng)故障定位或測(cè)距方法性能評(píng)價(jià) 阻抗測(cè)距原理簡(jiǎn)單，同時(shí)可以作為電力系統(tǒng)中廣泛使用的微機(jī)保護(hù)及濾波裝置附加功能，具有投資少的優(yōu)點(diǎn)。但受現(xiàn)場(chǎng)獲取信號(hào)手段的限制（不能獲得零序電壓信號(hào)），對(duì)于小電流接地故障其檢測(cè)效果不夠理想。以單相線(xiàn)路為例，通過(guò)求解電報(bào)方程所得到沿線(xiàn)各點(diǎn)的電壓和電流均包含正向和反向兩部分行波分量，其頻域形式可以表示為： ?????????????),(),(),(),(),(),(??????xIxIxIxUxUxU (31) 式中： ?U 和 ?I 分別表示向 x 正方向傳播的電壓和電流行波， ?U 和 ?I 分別表示鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 向 x 反方向傳播的電壓和電流行波。 當(dāng)分析線(xiàn)路上的行波現(xiàn)象時(shí)，一般規(guī)定行波傳播的正方向與線(xiàn)路電流的正方向 (通常為母線(xiàn)到線(xiàn)路方向 )相同。 行波故障測(cè)距原理 單端法行波故障測(cè)距原理 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 單端法 行波故障測(cè)距原理 是 利用線(xiàn)路故障時(shí)在測(cè)量端感受到的第 1 個(gè)正向行波浪涌與其在故障點(diǎn)反射波之間的時(shí)延計(jì)算測(cè)量點(diǎn)到故障點(diǎn)之間的距離。該行波浪涌在母線(xiàn)的反射波形成本端第 1個(gè)正向行波浪涌，它將向著故障點(diǎn)方向傳播。 為了實(shí)現(xiàn) 單端 行波故障測(cè)距，在測(cè)量端必須能夠準(zhǔn)確、可靠地 檢測(cè)到故障引起的第 1 個(gè)正向行波浪涌在故障點(diǎn)的反射波。另外，實(shí)時(shí)對(duì)線(xiàn)路兩端的電氣量進(jìn)行同步高速采集，并且對(duì)故障 暫態(tài)波形進(jìn)行存儲(chǔ)和處理也是十分必要的。從現(xiàn)階段來(lái)看，雙端行波故障測(cè)L N M F 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 距原理能夠單獨(dú)使用 ，是一種主要的測(cè)距原理。人們?cè)缭?50 年代就開(kāi)始行波測(cè)距裝置的研究，但受當(dāng)時(shí)對(duì)線(xiàn)路行波現(xiàn)象認(rèn)識(shí)及技術(shù)條件限制，這些裝置很不成熟，存在著可靠性差、復(fù)雜、投資大等問(wèn)題，基本上沒(méi)有得到推廣應(yīng) 用。如果為實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距而在線(xiàn)路上專(zhuān)門(mén)裝設(shè)互感器來(lái)獲取行波信號(hào)，不僅加大了投資，還增加了工程安裝復(fù)雜程度以及提高了線(xiàn)路安全隱患。同時(shí)，開(kāi)口三角可以提供母線(xiàn)零序電壓信號(hào)。當(dāng)斷路器斷開(kāi)時(shí)，母線(xiàn) TV 與線(xiàn)路 TV 測(cè)量不同系統(tǒng)的電壓， TA 測(cè)量的電流為零。分析表明，任何一相接地或任何兩相短路時(shí)，均可產(chǎn) 生 AB 相和（或） CB 相間線(xiàn)電壓行波信號(hào)。這種檢測(cè)方法存在著易受干擾信號(hào)影響、檢測(cè)可靠性差的缺點(diǎn)。線(xiàn)路故障時(shí)， DAU 單元在記錄下預(yù)定時(shí)間內(nèi)的暫態(tài)電流行波后，停止數(shù)據(jù)采集，然后以相對(duì)較慢的速度將記錄的數(shù)據(jù)送入由微處理器（ CPU）構(gòu)成的中心處理單元進(jìn)一步保存、處理。GPS 是一種理想的時(shí)間同步技術(shù)，利用基于 GPS 同步時(shí)鐘輸出，能夠?qū)崿F(xiàn)兩端測(cè)距裝置 1us 精確同步。 由于行波信號(hào)在線(xiàn)路傳播時(shí)有衰減以及裝置的模擬量處理電路的影響，輸入到觸發(fā)電路的信號(hào)有一定的上升時(shí)間，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的時(shí)間可能與實(shí)際的行波信號(hào)到達(dá)母線(xiàn)的時(shí)間有延時(shí)，會(huì)影響故障距離計(jì)算的精度。兩者的波阻抗不同，架空線(xiàn)路的波阻抗一般在 300～ 500? 之間，而電纜的波阻抗變化范圍較大，約在 10～100? 之間。即按照行波在架空線(xiàn)及電纜中傳播的波速之比將電纜歸算為一定長(zhǎng)度的架空線(xiàn)，按等效線(xiàn)路計(jì)算后，再將測(cè)距結(jié)果還原為實(shí)際故障距離，即可 消除波速度不連續(xù)的影響 。 設(shè)架空線(xiàn)波阻抗為 ZJ，電纜波阻抗為 ZD。 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 由于電纜線(xiàn)路與架空線(xiàn)路的波阻抗差別較大，特別是線(xiàn)路中存在多段電纜線(xiàn)路且電纜距離較長(zhǎng)時(shí)，當(dāng)初始電壓行波運(yùn)動(dòng)到線(xiàn)路兩端時(shí)，其幅值的大幅衰減將影響行波波頭的可靠檢測(cè)，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕档脱b置硬件門(mén)檻值，再結(jié)合故障發(fā)生時(shí)繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作信息作為裝置啟動(dòng)條件，可增強(qiáng)裝置測(cè)距的可靠性。當(dāng)過(guò)渡電阻越大或故障初相角越小時(shí)，故障點(diǎn)產(chǎn)生的初始電壓行波就越小，檢測(cè)越困難。設(shè)行波檢測(cè)門(mén)檻 %5m ax ?? UU t ，??? 30021 ZZ 、 ??5000Z 。但現(xiàn)場(chǎng)故障大多由絕緣薄弱點(diǎn)在過(guò)電壓作用下被擊穿所形成，多發(fā)生在電壓接近峰值時(shí)刻。 由于不象保護(hù)裝置那樣需要在故障后立即動(dòng)作，因此，不要求為測(cè)距裝置之間設(shè)置常備通信通道。也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件利用 SCADA、故障錄波信息系統(tǒng)或通信網(wǎng)等其它系統(tǒng)交換故障數(shù)據(jù)。它采用集中組屏式結(jié)構(gòu)，包括 XC21行波采集裝置、 TGPS 電力系統(tǒng)同步時(shí)鐘以及當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī) 3 部分，如 圖 02 所示。 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 圖 02 行波采集與處理系統(tǒng)構(gòu)成 行波綜合分析系統(tǒng)一般設(shè)在調(diào)度端。 由于故障測(cè)距對(duì)實(shí)時(shí)性要求不是很高，因此采用公共電話(huà)網(wǎng)作為暫態(tài)數(shù)據(jù)傳輸通道，這樣還能夠與繼電保護(hù)和其它自動(dòng)化系統(tǒng)保持相對(duì)的獨(dú)立性，避免相互影響。 CPU 在 暫態(tài)觸發(fā)外部中斷服務(wù)程序中讀取本次觸發(fā)的時(shí)間信息后釋放 高精度時(shí)鐘，并對(duì) 觸發(fā)初始時(shí)段的暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以判斷本次觸發(fā)是否有效并確定觸發(fā)線(xiàn)路。 當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī)接收到來(lái)自 XC21 中央處理單元的主動(dòng)上報(bào)信號(hào)后即進(jìn)入故障處理程序。 行波分析功能描述 (1) 自動(dòng)故障測(cè)距 當(dāng)系統(tǒng)所監(jiān)視的某一回線(xiàn)路 (兩端均安裝行波采集與處理系統(tǒng) )發(fā)生故障后，兩端行波采集與處理系統(tǒng)可以通過(guò)公共電話(huà)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)交換故障暫態(tài)數(shù)據(jù) (包括精確到 1 μs 的故障暫態(tài)觸發(fā)時(shí)間和故障暫態(tài)波形數(shù)據(jù) )，并自動(dòng)給出雙端行波故障測(cè)距結(jié)果。因此，自動(dòng)故障測(cè)距結(jié)果往往需要通過(guò)對(duì)故障暫態(tài)波形的進(jìn)一步分析來(lái)驗(yàn)證和校正。一般來(lái)講，根據(jù)人工波形分析所獲得的單端行波故障測(cè)距結(jié)果可以驗(yàn)證自動(dòng)雙端行波故障測(cè)距結(jié)果的可靠性，并進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行校正，從而獲得更為準(zhǔn)確的測(cè)距結(jié)果。 計(jì)算機(jī)輔助波形分析工具提供了兩種功能，一種是基于小波算法的數(shù)字濾波功能，另一種是基于電磁暫態(tài)計(jì)算原理的數(shù)字仿真功能。300 m 以?xún)?nèi)； 5） 可以同時(shí)采集 8回線(xiàn)路的 暫態(tài)行波信號(hào)，滿(mǎn)足四向八線(xiàn)路供電的配電室需求，具有很高的性能價(jià)格比； 6） 完全獨(dú)立于繼電保護(hù)及故障錄波設(shè)備，并具有現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和遠(yuǎn)程維護(hù)功能，因而具有較強(qiáng)的可維護(hù)性。 試驗(yàn)線(xiàn) 路示意圖 人工試驗(yàn)線(xiàn)路為 陶卜齊 配電室到 呼西 配電室之間的 自閉 線(xiàn)路。 圖 01 試驗(yàn)線(xiàn)路結(jié)構(gòu)示意圖 人工試驗(yàn)及結(jié)果 于 2020 年 1 月 10 日、 2020 年 2 月 15 日多次在線(xiàn)路上進(jìn)行人工接地和短路試驗(yàn)。 對(duì)于第 3 次試驗(yàn)， C 相經(jīng)新鮮樹(shù)枝接地故障，前文分析已經(jīng)表明，單相接地過(guò)渡電阻較大時(shí)，故障初始行波波頭將明顯減小，過(guò)渡電阻的存在將影響行波故障測(cè)距系統(tǒng)的可靠性。 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 表 72 為 2020 年 1 年間行波故障測(cè)距試驗(yàn)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)記錄到的典型線(xiàn)路故障測(cè)距結(jié)果。針對(duì)其行波傳輸特點(diǎn)和線(xiàn)路結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)，測(cè)距模式應(yīng)選用故障產(chǎn)生的電壓行波信號(hào)的線(xiàn)模分量，并采用雙端測(cè)距原理。 ： ［ 1］ 季濤 ． 中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)行波故障測(cè)距技術(shù) ． 北京： 北京理工大學(xué)出版社 ， 2020. ［ 2］ 葛耀中 ． 新型繼電保護(hù)和故障測(cè)距的原理與技術(shù)（第 2 版） ． 西安： 西安交通大學(xué)出版社 ， 2020． ［ 3］ 粟曉華．利用單端實(shí) 測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸電線(xiàn)準(zhǔn)確故障測(cè)距的研究［ D］．西安：西安交通 大學(xué) 出版社 ，1993． ［ 4］ 束洪春．基于分布參數(shù)線(xiàn)路模型的架空電力線(xiàn)故障測(cè)距方法研究［ D］．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué) 出版社 ， 1997． ［ 5］胡帆，劉沛，程時(shí)杰．高壓輸電線(xiàn)路故障測(cè)距算法仿真研究 [J］．中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)， 1995，15（ 1）： 67～ 72． ［ 6］ 蔡玉 梅． 10kV 鐵路自閉貫通線(xiàn)路故障測(cè)距方法研究 [D]． 西南交通大學(xué)出版社 ， 2020.