【正文】 和氣象條件復(fù)雜。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。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。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。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。 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。 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。 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。 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)。 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。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。 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。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)。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。表 7－ 1 為 2020 年 2 月 15 日試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。具有簡(jiǎn)單、可靠、易于實(shí)現(xiàn)、適用性廣的優(yōu)點(diǎn)。故障點(diǎn)距 呼西 配電室 公里，距 陶卜齊 配電室 公里。 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。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。 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。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)。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。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)。 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)。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。 行波的基本概念 根據(jù)疊加原理，在故障瞬間，相當(dāng)于在故障點(diǎn)突然附加一個(gè)與故障前電壓大小相等、方向相反的虛擬電源，虛擬電源會(huì)產(chǎn)生向線路兩端運(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) 。 傳統(tǒng)故障測(cè)距及定位方法 由于線路結(jié)構(gòu)不同，自閉 /貫通線路的故障處理要求也有所不同。 自閉 /貫通線路故障特征 自閉 /貫通線路發(fā)生短路或小電流接地故障時(shí)，產(chǎn)生的工頻故障電壓電流特CB1～ CB8 為出線斷路器： 分位 合位 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 征與地方配電網(wǎng)基本相同。 鐵路自動(dòng)閉塞行車(chē)制度是通過(guò)信號(hào)機(jī)將站間區(qū)間分為若干閉塞區(qū)間，每個(gè)閉塞區(qū)間同時(shí)只允許有一列車(chē)通行以保障行車(chē)安全。對(duì)于占絕大多數(shù)的瞬時(shí)性故障，可以區(qū)分是雷電過(guò)電壓造成的故障還是線路絕緣子老化造成的故障以及其他原因造成的故障，并采取有效措施，清除存在的隱患，避免事故的再一次發(fā)生，可以大大節(jié)省檢修時(shí)間和費(fèi)用。 信號(hào)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn) 是 確保列車(chē)正常準(zhǔn)點(diǎn) 、 安全運(yùn)行 的 重要保證，隨著鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，鐵路信號(hào)已成為提高運(yùn)輸效率，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸管理自動(dòng)化和列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)控制以及改善鐵路員工的勞動(dòng)條件的重要技術(shù)手段。另一方面，如果測(cè)距誤差太大，比如超過(guò)線路全長(zhǎng)的 20%，則可以說(shuō)測(cè)距結(jié)果是不可靠的。 CBCB上行線下行線 貫通 線CB控制箱 控制箱CB配電所甲配電所乙自閉母線貫通母線 貫通母線自閉母線CBCBCBCB自閉線 圖 01 鐵路自閉 /貫通線路結(jié)構(gòu)示意圖 由于信號(hào)設(shè)備負(fù)荷較小，自閉 /貫通線路對(duì)地分布電容電流所占比重較大，尤其是在電纜較長(zhǎng)的情況下甚至超過(guò)負(fù)荷電流。對(duì)于架空線路構(gòu)成的自閉 /貫通線路，接地故障電流一般在 5A 以內(nèi)。根據(jù)這些特征均可確定故障位置。故障暫態(tài)行波分量反映了線路故障的暫態(tài)行為特性，這些特性是實(shí)現(xiàn)行波保護(hù)及故障測(cè)距的基礎(chǔ)。 兩種行波測(cè)距方法的比較 單端行波故障測(cè)距原理具有很高的準(zhǔn)確性，但可靠性難以保證；雙端行波故障測(cè)距原理具有很高的可靠性，但準(zhǔn)確性稍差。 圖 01 自閉 /貫通線路電壓電流互感器配置圖 對(duì)于任何一端配（變）電所，當(dāng)斷路器閉合時(shí)，母線 TV 和線路 TV測(cè)量同一系統(tǒng)的電壓， TA 測(cè)量的電流即為出線電流。 90 年代初，美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（ GPS）技術(shù)對(duì)全球商業(yè)化應(yīng)用開(kāi)放， GPS 信號(hào)接受模塊的價(jià)格降至幾百美元。對(duì)等效線路應(yīng)用雙端測(cè)距法得到的故障距離后，再根據(jù)電纜線路的具體位置換算為實(shí)際的故障距離。 實(shí)際線路中，由于行波在傳輸過(guò)程中存在損耗和衰減，其可檢測(cè)區(qū)域?qū)⑦M(jìn)一步縮小。當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī)由一臺(tái)工控機(jī)構(gòu)成，它負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)來(lái)自 XC21 的暫態(tài)啟動(dòng)報(bào)告，并與安裝在線路對(duì)端所在變電所內(nèi)的行波采集與處理系統(tǒng)交換啟動(dòng)數(shù)據(jù)，從而自動(dòng)給出雙端行波故障測(cè)距結(jié)果。 當(dāng)?shù)靥幚頇C(jī)中的故障測(cè)距結(jié)果和暫態(tài)波形數(shù)據(jù)以 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存放在系統(tǒng)硬盤(pán)中，并可隨時(shí)接受行波綜合分析系統(tǒng)和遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的 查詢和調(diào)取。 主要技術(shù)特點(diǎn) TXC2020 自閉 /貫通線路行波故障測(cè)距系統(tǒng)主要具有以下特點(diǎn)： 鐵路行波故障測(cè)距技術(shù)的研究畢業(yè)論文 1） 首次采用故障電壓暫態(tài)行波線模分量實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距的模式，不僅可以測(cè)量短路故障距離，還可測(cè)量小電流接地故障距離； 2） 充分利用自閉 /貫通線路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及信號(hào)傳感器的配置，采用雙端原理測(cè)距，使得裝置易于實(shí)現(xiàn)，且具有較高的可靠性和靈敏度； 3） 采用專門(mén)研制的高速數(shù)據(jù)采集單元對(duì)行波信號(hào)進(jìn)行采集、記錄與實(shí)時(shí)處理，并建立了以雙端行波測(cè)距為主、單端行波測(cè)距為輔的優(yōu)化組合測(cè)距模式，因而具有很高的可靠性； 4） 采用小波變換技術(shù)檢測(cè)行波波頭起始 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的絕對(duì)時(shí)間，從而將 D