【正文】 運(yùn)動(dòng)的電 壓、電流行波，如 圖 03 所示，行波傳播的速度接近電磁波的速度，其 具體 速度 取決于線路分布參數(shù) 。 故障產(chǎn)生的暫態(tài)行波分量實(shí)際上就是包含在暫態(tài)故障分量中的正向和反向行波分量，因而可以利用電壓、電流暫態(tài)故障分量和波阻抗計(jì)算出來(lái)。假定不考慮對(duì)端母線反射波的影響， 線路故障時(shí)在測(cè)量端感受到的第 1 個(gè)正向電壓或電流行波浪涌與其在故障點(diǎn)反射波之間的時(shí)延△ t 如 圖 04（ b）所示。現(xiàn)代 雙端法 行波故障測(cè)距原理采用內(nèi)置全球定位系統(tǒng) (GPS)接收模塊的電力系統(tǒng)同步時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)精確秒同步，這使得線路兩端的時(shí)間同步誤差平均不超過(guò) 1 μs，產(chǎn)生的絕對(duì)測(cè)距誤差不超過(guò) 150 米 。 由于自閉 /貫通線路結(jié)構(gòu)的特殊性，行波測(cè)距技術(shù)應(yīng)用中又面臨著一些新的問(wèn)題和難點(diǎn)。自閉 /貫通線路單端電壓電流信號(hào)互感器的配置如 圖 01 所示。因此，利用系統(tǒng)已有的線路 TV 可獲得所需要的行波信號(hào)。長(zhǎng)期以來(lái)由于沒(méi)有相對(duì)經(jīng)濟(jì)可靠的時(shí)間精確同步技術(shù)，雙端測(cè)距方法沒(méi)有得到很好地發(fā)展。利用小波變換在信號(hào)奇異性檢 測(cè)方面的作用可以提高行波到達(dá)時(shí)刻標(biāo)定的準(zhǔn)確性。以架空線路為基準(zhǔn) ， 將電纜線路歸算為長(zhǎng)度為 212 vvl 的架空線路，則整條線路等效為總長(zhǎng)度為 2121 vvll ? 、波速度為 1v 的單一架空線路。即，只有當(dāng)初始電壓行波到達(dá)線路兩端時(shí)其幅值大于一定門(mén)檻才能被可靠檢測(cè)。對(duì)于線路末端或單出線的母線，由于電壓行波反射系數(shù)為＋ 1，幅值加倍，其可檢測(cè)區(qū)域要比兩出線的母線側(cè)大。 PC 機(jī)工作站通過(guò)調(diào)制解調(diào)器（ Modem）利用電話線路撥號(hào)接通現(xiàn)場(chǎng)行波測(cè)距裝置，讀取裝置記錄下的故障電流行波數(shù)據(jù)，如 圖 04 所示。 TGPS電力系統(tǒng)同步時(shí)鐘內(nèi)置全球定位系統(tǒng) (GPS)信號(hào)接收模塊，它負(fù)責(zé)給 XC21 提供精確秒同步脈沖信號(hào) (1PPS)及全球統(tǒng)一時(shí)間信息。為了提高系統(tǒng)對(duì)相繼暫態(tài)過(guò)程的監(jiān)測(cè)能力，設(shè) 置了兩套可以相互切換的循環(huán)存儲(chǔ)器，且二者共用一套讀寫(xiě)邏輯。當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī)還能夠接收通過(guò)鍵盤(pán)輸入以及通過(guò) 行波綜合分析系統(tǒng)下發(fā)的由故障 線路對(duì)端的 行波采集與處理系統(tǒng) 所記錄的故障暫態(tài)觸發(fā)時(shí)間，并自動(dòng)計(jì)算和顯示雙端行波故障測(cè)距結(jié)果。 由于現(xiàn)有的暫態(tài)行波波形分析技術(shù)還 不夠成熟，因而在本系統(tǒng)中提供了人工波形分析工具。數(shù)字仿真功能是根據(jù)人工波形分析得出的故障點(diǎn)位置在線路中設(shè)置假想的故障點(diǎn)，自動(dòng)計(jì)算測(cè)量端的故障暫態(tài)波形，并與實(shí)際測(cè)量的波形進(jìn)行對(duì)比，從而最終確 定故障點(diǎn)位置。故障點(diǎn)距 呼西 配電室 公里，距 陶卜齊 配電室 公里。 對(duì)于第 5 次試驗(yàn)， B 相經(jīng) 200 歐姆過(guò)渡電阻接地故障測(cè)距失敗，而第 6 次試驗(yàn)，還是 B 相經(jīng) 200 歐姆過(guò)渡電阻接地，試驗(yàn)成功。具有簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現(xiàn)、適用性廣的優(yōu)點(diǎn)。其在輸電線路的成功應(yīng)用，證明了該技術(shù)達(dá)到了較高的實(shí)用化水平。表 7－ 1 為 2020 年 2 月 15 日試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。并先后進(jìn)行了多次人工接地及短路試驗(yàn)。在個(gè)別 情況下，通過(guò)簡(jiǎn)單的人工波形分析仍然難以確定故障點(diǎn)位置。 為了在各種故障條件下都能準(zhǔn)確捕捉到故障初始行波浪涌到達(dá)故障線路兩端測(cè)量點(diǎn)的時(shí)刻，在雙端行波故障 測(cè)距算法中所采用的行波到達(dá)時(shí)刻定義為故障初始行波浪涌在較低尺度 (較高頻帶 )下第一個(gè)小波模極大值點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。當(dāng) CPU 在主循環(huán)中檢測(cè)到啟動(dòng)標(biāo)志后即 進(jìn)入故障處理程序，在故障處理程序中將觸發(fā)后系統(tǒng)所記錄的所有暫態(tài)數(shù)據(jù)以及部分觸發(fā)前的數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)存到 系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)，進(jìn)而形成包含暫態(tài)波形數(shù)據(jù)在內(nèi)的啟動(dòng) 報(bào)告，然后 通過(guò)串行口向 當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī)發(fā)出主動(dòng)上報(bào)信號(hào)。 遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)由 1 臺(tái)普通 PC 機(jī)構(gòu)成。 系統(tǒng)構(gòu)成 行波故障測(cè)距系統(tǒng)由行波采集與處理系統(tǒng)、行波綜合分析系統(tǒng)、遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)以及公共電話網(wǎng)等 4 部分構(gòu)成，如 圖 01 所示?；谛胁ㄔ淼墓收蠝y(cè)距技術(shù)測(cè)試 成功率可以電纜 架空線 架空線 U U’ 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 達(dá)到 95％。設(shè)虛擬電源的最大瞬時(shí)值為 maxU ，則故障點(diǎn)產(chǎn)生的初始電壓行波線模分量為： m a x021 121 6)s in ( URZZZ ZUU F????? ? (52) 其中： ??? 900 ? 為故障初相角。 )( 4 (51) 相同的，當(dāng)電壓行波從電纜線路中穿過(guò)一段架空線路后，也會(huì)降低相同的幅值。 混合線路對(duì)行波測(cè)距的影響主要體現(xiàn)在：由于波速度不同對(duì)測(cè)距精度的影響，以及波阻抗的不同增加了初始電壓行波信 號(hào)的衰減程度。時(shí)鐘每秒由來(lái)自 GPS 同步時(shí)鐘的 1PPS（秒）脈沖同步（清零）一次，由于 GPS 同步時(shí)鐘的 1PPS 秒脈沖同步精度是 1us，計(jì)數(shù)器輸出值的 精度也就為1us。 為了保證行波測(cè)距分辨率在 500 米以上，行波信號(hào)采集頻率一般不應(yīng)少于500KHz，使用常規(guī)的由微處理器直接控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ A/D）的方式很難實(shí)現(xiàn)。而只有作為主供端時(shí)，母線 TV才能TA 斷 路 器 CB B A C 母線 線路 TV TV 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 感受到線路電壓的變化。 由于中性 點(diǎn)為不接地方式，自閉 /貫通出線一般只有兩相（ A 相和 C 相）線路裝有 TA。在安裝了雙端行波測(cè)距裝置后，裝置的單端測(cè)距功能并不多余，而且仍然有很大的使用價(jià)值，因?yàn)閷?duì)于線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的線路來(lái)說(shuō)，通過(guò)分析單端裝置記錄下的故障暫態(tài)波形可以對(duì)雙端行波測(cè)距結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和校正。 圖 05 雙端法 行波 故 障 測(cè)距原理示意圖 圖 05 中， 設(shè)故障初始行波浪涌以相同的傳播速度 v 到達(dá) M 端和 N 端母線(形成各端第 1 個(gè)反向行波浪涌 )的絕對(duì)時(shí)間分別為 MT 和 NT ，則存在以下關(guān)系： ??????????LDDTTvDvDNFMFNMNFMF (35) 式中： MFD 和 NFD 分別為 M 端和 N 端母線到故障點(diǎn)的距離； L 為線路 MN 的長(zhǎng)度。當(dāng)線路 MN 內(nèi)部 F 點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，由故障點(diǎn)電壓突變而產(chǎn)生的暫態(tài)行波將以速度 v (接近光速，具體取決于線路分布參數(shù) )從故障點(diǎn)向線路兩端傳播。 電壓行波分量和電流行波分量之間存在以下約束關(guān)系： ??????????????)(),(),()(),(),(??????ccZxUxIZxUxI (32) 式中： )(?cZ 為波阻抗，且 YZZc /)( ?? ， Z 和 Y 分別為單位長(zhǎng)度線路的阻抗導(dǎo)納。特別對(duì)于小電流接地故障，由于故障電流微弱，測(cè)距精度根本無(wú)法保證。用XL或 RL除以單位長(zhǎng)度上電抗值 X0 或電阻值 L0，即可得到故障距離，其關(guān)系可以表示為： 00/ XLRLjXRIV LLmm ???????? （ 21） 基于 FTU 的故障分段定位法 線路自 動(dòng)化中，自閉 /貫通線路沿線裝設(shè)有 FTU 監(jiān)視線路的工作狀況。相應(yīng)的，健全相電壓的變化量以及系統(tǒng)零序電壓、零序電流則隨之減小。其中，出口故障時(shí)短路電流約在300A 左右，而線路末端故障時(shí)短路電流約在 50A 左右甚至更低。通常，自閉 /貫通母線只為一側(cè)自閉 /貫通線路供電。自閉 /貫通線路長(zhǎng)度一般條件下為 4060km，特殊情況下（沒(méi)有合適電源或者跨所供電）可達(dá)上百公里。 /貫通線路故障特征及傳統(tǒng)測(cè)距方法 鐵路自閉 /貫通線路由單獨(dú)母線供電，中性點(diǎn)一般為不接地系統(tǒng)。準(zhǔn)確性一般用測(cè)距誤差來(lái)衡量，包括絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，絕對(duì)誤差以長(zhǎng)度表示，相對(duì)誤差用相對(duì)于線路全長(zhǎng)的百分比來(lái)表示。其重要性可表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面： （ 1）準(zhǔn)確的測(cè)量出故障點(diǎn)，可 以節(jié)省人工尋找故障點(diǎn)位置所消耗的大量人力、物力、財(cái)力。鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù) 的研究 摘 要： 自閉 /貫通線路沿鐵路線狹長(zhǎng)分布，沿線地質(zhì)和氣象條件復(fù)雜。 （ 2）可以縮短故障修復(fù)時(shí)