【正文】 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)記錄到的典型線路故障測(cè)距結(jié)果。300 m 以內(nèi)； 5） 可以同時(shí)采集 8回線路的 暫態(tài)行波信號(hào)，滿足四向八線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。 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。 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。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。 設(shè)架空線波阻抗為 ZJ，電纜波阻抗為 ZD。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。當(dāng)斷路器斷開(kāi)時(shí)，母線 TV 與線路 TV 測(cè)量不同系統(tǒng)的電壓， TA 測(cè)量的電流為零。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。 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。 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)。隨著線路中電纜的增加，接地電流也有所增加。有些地方為了消除分布電容引起的線路過(guò)電壓，在線路中加有三相對(duì)地電抗負(fù)荷以平衡電容電流。 （ 3）經(jīng)濟(jì)性 測(cè)距裝置應(yīng)具有較高的性能價(jià)格比，且其運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用要低。因此對(duì)自閉 /貫通線路的可靠供電就顯得尤為重要。 （ 3） 分析故障發(fā)生的原因，并采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。 自閉 /貫通線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 鐵路電力系統(tǒng)（自閉 /貫通線路）是地方電力系統(tǒng)的延伸，具有電力系統(tǒng)的一般特點(diǎn)，但又有其特殊性。 線路兩端的配（變）電所電源取自地方電力系統(tǒng)，進(jìn)線電壓等級(jí)一般為110kV、 35kV、 10kV，其中 10kV 應(yīng)用最為廣泛，為雙電源供電互為備用。 發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于調(diào)壓器的隔離作用，其兩側(cè)互不影響，使故障范圍僅局限于本線路內(nèi)而不會(huì)擴(kuò)大。同時(shí)，該方法只能給出故障區(qū)段，而不能給出準(zhǔn)確的故障距離。 正向 行波浪涌在故障點(diǎn)的反射波返回測(cè)量端時(shí)表現(xiàn)為反向行波浪涌。進(jìn)入 90 年代，影響行波測(cè)距技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題都有了經(jīng)濟(jì)可行的解決方案，行波測(cè)距技術(shù)（特別在輸電系統(tǒng)）已趨向成熟，進(jìn)入了商業(yè)化應(yīng)用階段。同時(shí)，已經(jīng)證明， 10kV系統(tǒng)中普遍采用的電磁式 TV可以傳變暫態(tài)行波信號(hào)。在自閉 /貫通線路中，由于線路電阻大、架空電纜混合線路以及線路負(fù)荷的影響，初始行波的衰減和畸變更為嚴(yán)重，使行波到達(dá)時(shí)刻的準(zhǔn)確標(biāo)定變得更加困難。 圖 02 行波經(jīng)過(guò)混合線路變化示意圖 過(guò)渡電阻、故障初相角對(duì)檢測(cè)可靠性的影響分析 為了排除干擾信號(hào)的影響，線路兩端檢測(cè)裝置對(duì)行波的檢測(cè)總要設(shè)置一定的幅值門檻。一般做法是在控制中心配置一臺(tái) PC 機(jī)作為行波測(cè)距系統(tǒng)主站，與轄區(qū)內(nèi)所有的現(xiàn)場(chǎng)行波測(cè) 距裝置構(gòu)成行波測(cè)距系統(tǒng)。 系統(tǒng)工作原理 在正常運(yùn)行過(guò)程中， XC21 行波采集裝置內(nèi)的硬件邏輯控制回路對(duì)各通道信號(hào)按設(shè)定的采樣順序和采樣頻率自動(dòng)進(jìn)行高速采樣 (每個(gè)通道的采樣頻率為 1 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 MHz)和 A/D 轉(zhuǎn)換，且將 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果自動(dòng)高速寫入當(dāng)前循環(huán)存儲(chǔ)器 (CRAM)中。另外，為了降低造價(jià)，系統(tǒng)所監(jiān)視的線路中往往只有少數(shù) 2 回具有雙端測(cè)距功能，對(duì)其它線路的故障測(cè)距只能采用單端行波故障測(cè)距原理，而單端行波故障測(cè)距原理的實(shí)現(xiàn)則更需要對(duì)波形進(jìn)行分析。試驗(yàn)線路總長(zhǎng) 公里，其中共約 3 公里長(zhǎng)的電纜，其余為架空線路。 該測(cè)距模式，不僅測(cè)距精度高，還可以充分利用線路已有信號(hào)傳感器，而不需要額外增加一次設(shè)備。 表 71 2020 年 2 月 15 日試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表 次 序 故障 試驗(yàn)方式 測(cè)距結(jié)果 （距 陶配 ） 測(cè)距 誤差 時(shí)間 1 10:29 A 相接地 （金屬性） 2 10:41 A 相接地 （ 200? 過(guò)渡電阻） 3 11:26 C 相接地 （經(jīng)樹(shù)枝接地） 失敗 4 11:44 C 相接地 （ 100? 過(guò)渡電阻） km 5 11:59 B 相接地 （ 200? 過(guò)渡電阻） 失敗 6 12:13 B 相接地 （ 200? 過(guò)渡電阻） km 12km 陶 配 呼 配 200m 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 7 12:19 B 相接地 （金屬性） 8 12:31 AB 相短路 km 9 13:27 BC 相短路 km 10 13:40 ABC 相短路 km 由表 71 的試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表可以看出， 10 次試驗(yàn)中，一次經(jīng)新鮮樹(shù)枝接地（高阻接地）的試驗(yàn)沒(méi)有成功，一次經(jīng) 200 歐姆過(guò)渡電阻接地試驗(yàn)沒(méi)有成功。為此，本系統(tǒng)提供了與人工波形分析工具相配套的計(jì)算機(jī)輔助波形分析工具。 在 XC21 行波采集裝置中，由于 采用獨(dú)特的軟、硬件設(shè)計(jì)，使得高速數(shù)據(jù)采集過(guò)程不受 CPU 的干預(yù)，從而解決了高速采集和 CPU 低速處理之間的矛盾。 圖 01 行波故障測(cè)距系統(tǒng)構(gòu)成 行波采集與處理系統(tǒng)安裝在廠站端。 對(duì)于 10kV 系統(tǒng)， kVU ? 。 關(guān)于混合線路對(duì)測(cè)距精度的影響，可以通過(guò)將架空線和電纜進(jìn)行波速度歸一化來(lái)解決。需要設(shè)計(jì)由硬件實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集電路單元（ DAU）記錄故障電流行波信號(hào)。自閉 /貫通母線上配備有 3 相 TV（稱為母線 TV），用以測(cè)量母線 3相對(duì)地電壓。 通過(guò)求解上述方程組可以獲得 M 端和 N 端母線到故障點(diǎn)的距離，并且可以表示為： ? ?? ?????????????LTTvDLTTvDMNNFNMMF)(21)(21 (36) 為了準(zhǔn)確標(biāo)定故障初始行波浪涌到達(dá)兩端母線的時(shí)刻，線路兩端必須配備高精度和高穩(wěn)定度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，而且兩端時(shí)鐘必須保持精確同步。 根據(jù)式 (1)和 (2)可以求出線路 上任一點(diǎn)在頻域的正向和反向電壓行波分量，并且可以表示為： ?????????????)],()(),([21),()],()(),([21),(????????xIZxUxUxIZxUxUcc (33) 式 (3)和 (4)表明，線路上某一點(diǎn)在頻域的正向和反向行波分量可以用該點(diǎn)的電壓、電流和波阻抗來(lái)表示，而且任一方向的電壓、電流行波分量和波阻抗之間存在歐姆定律的關(guān)系。故障時(shí)， FTU 將檢測(cè)到的故障信息送至主站系統(tǒng)，主站根據(jù)相應(yīng)的算法就可以實(shí)現(xiàn)故障的分段定位。 由于故障電流較大，需要及時(shí)切除故障線路以免損壞其它電力設(shè)備。自閉線專為鐵路沿線信號(hào)設(shè)備提供電源，當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)由貫通線備投。 由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等因素的限制，測(cè)距誤差不可能做到太小。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)