现代行波测距技术及其发展方向探讨
《行波测距技术》课件
A 智能电网
行波测距技术可用于智能电网的故 障定位和监测，提高电网的运行效
率和安全性。
B
C
D
物联网
在物联网领域，行波测距技术可为各种传 感器提供高精度、高可靠性的距离测量， 促进物联网的发展和应用。
输电线路
在输电线路中，行波测距技术可用于线路 故障的快速定位和监测，降低线路维护成 本。
行波测距技术的原理
总结词
行波测距技术的原理基于电磁波的传播速度和时间测量。
详细描述
行波测距技术的原理基于电磁波的传播速度和时间测量。它 通过发送行波信号，如超声波或电磁波，并测量该信号在目 标物体上的反射时间，然后根据电磁波的传播速度计算出目 标物体与测量点之间的距离。
行波测距技术的应用场景
总结词
行波测距技术广泛应用于各种需要精确测量距离的领域。
详细描述
行波测距技术广泛应用于各种需要精确测量距离的领域，如无损检测、智能交通 系统、机器人技术、航空航天等。它具有高精度、高可靠性和非接触测量的优点 ，因此在许多领域中得到了广泛应用。
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行波测距技术的分类
基于电力的行波测距技术
总结词
通过测量电力行波在传输线中的传播时间，计算出传输线长度。
详细描述
基于电力的行波测距技术利用电力行波在输电线路中的传播特性，通过测量行波的传播时间来计算输 电线路的长度。该技术具有精度高、测量速度快、不受地形限制等优点，广泛应用于高压输电线路的 测量。
基于声音的行波测距技术
总结词
通过测量声音行波在介质中的传播时间，计算出距离。
详细描述
基于声音的行波测距技术利用声音行波在空气、水等介质中的传播特性，通过测量行波的传播时间来计算距离。 该技术具有操作简便、成本低廉等优点，常用于短距离测量，如管道长度、水深等。
高压输电线路行波故障测距技术应用论文
高压输电线路行波故障测距技术及应用探究摘要：高压输电线路是电力系统的重要组成部分。
快速、准确地故障测距，可以及时发现绝缘隐患，及早采取防范措施，提高运行的可靠性并减少因停电而造成的巨大综合损失。
进一步研究输电线路的行波故障测距，对于提升故障测距的精度，保证电网稳定运行仍具有重要意义。
关键词：输电线路行波故障测距高压输电线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一，具有巨大的社会和经济效益。
输电线路行波故障测距与传统的工频量测距方式相比具有明显的优势，但同时由于受一些干扰因素影响，导致目前的行波故障测距仍存在诸多问题。
为了及时发现绝缘隐患，采取防范措施，保障电力系统运行的可靠性，就必须寻找一种快速、准确的故障测距方法，及时找到高压输电线路的故障点。
1.行波法故障测距的原理及分类近年来，全国电网逐渐升级换代，变电站容量不断增大，作为各变电站间能量传输的通道，高压输电线路在电力系统中地位显得越来越重要，高压输电线路的可靠性相对整个电网的安全运行也具有越来越重要的作用。
随着电压等级从超高压到特高压不断发展，电力系统对电网安全运行的要求越来越高，输电线路发生故障后的影响也将会越来越大，对线路修复的准确性和快速性也提出了更高的要求。
准确快速的故障测距可有效帮助修复线路，保证线路可靠供电，从而保证整个电网的安全稳定运行，最大程度降低线路故障对整个电力系统造成的威胁，以及对国民经济和人民生活带来的综合损失。
行波即线路中传播的电磁波。
当输电线路发生故障时，故障点处会产生从基频到很高频率的暂态行波，暂态行波沿输电线向两端传播，在线路末端母线、故障点等波阻抗不连续的点处会发生反射和折射。
经过反射和折射行波的极性会发生改变，频率会发生突变，根据这些变化量可以测量出行波到达这些点的时刻。
利用线路长度，行波到达测量点的时刻以及行波传播的速度可以计算出故障点所在的位置。
按照检测行波的方式，将行波测距法分为四类，a型、b型、c型和d型。
高压输电线路行波故障测距技术探析
高压输电线路行波故障测距技术探析摘要：高压输电线路是电力系统的命脉，它担负着传送电能的重任。
同时，它又是系统中发生故障最多的地方，并且极难查找。
因此，在线路故障后迅速准确地把故障点找到，不仅对及时修复线路和保证可靠供电，而且对电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的意义。
本文概述了故障测距算法的几种方法，详细分析对比了行波测距法。
关键词：高压线路；故障测距；行波0引言高压输电线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一，具有巨大的社会经济效益。
输电线路故障测距按采用的线路模型、测距原理、被测量与测量设备等的不同有多种分类方法。
根据测距原理分为故障分析法和行波法；根据测距所需的信息来源分为单端法、双端法和多端法。
1输电线路故障测距的意义电力系统输电线路上经常发生各种短路故障,在故障点有些故障比较明显,容易辨别,有些故障则难以发觉,如在中性点不接地系统发生单相接地故障时,由于接地电流小,所以在故障点造成的损害小,当保护切除这一故障后,故障点有时很难查找,但这一故障点由于绝缘已经发生变化,对整个线路来讲比较薄弱,很可能就是下次故障的发生地,因此,仍然需要尽快找到其位置。
其次,输电线路穿越的地形复杂,气候恶劣,特别是远距离输电线路,难免要穿越山区,沙漠这些人迹罕至的偏僻地带,交通十分不便。
再者,多数故障往往发生在风雪,雷雨等较为恶劣的天气中发生。
另外,我国电力系统的巡线装备简陋,使得故障测距的准确度,对故障巡线工作起了关键性的作用。
2故障分析法故障分析法根据系统在运行方式确定和线路参数己知的条件下，输电线路故障时测量装置处的电压和电流是故障距离的函数，利用故障录波记录的故障数据建立电压、电流回路方程，通过分析计算得出故障距离。
2.1利用单端数据的故障分析法利用单端数据的故障分析法包括阻抗法、电压法和解方程法。
阻抗法瞄。
是利用故障时在线路一端测到的电压、电流计算出故障回路的阻抗，其与测量点到故障点的距离成正比从而求出故障距离。
浅谈现代测量技术的发展与应用
浅谈现代测量技术的发展与应用测量技术是现代科学技术的重要组成部分，它涉及到各个领域的工作和生活中。
随着科学技术的不断发展和进步，测量技术也在不断地创新与发展。
本文将从测量技术的发展历程、现代测量技术的应用以及未来发展趋势三个方面进行浅谈。
一、测量技术的发展历程测量技术的发展历程可以追溯到人类社会发展的早期阶段，几千年前的古代文明就有了原始的测量工具和方法。
从简单的木尺和绳子到后来的水准仪和经纬仪，测量技术始终伴随着人类社会的发展而不断完善和进步。
20世纪以来，随着现代科学技术的飞速发展，测量技术得到了更大的重视和研究。
各种先进的测量仪器和设备不断涌现，使得测量技术在工程和科学研究中发挥着越来越重要的作用。
二、现代测量技术的应用现代测量技术已经深入到各个领域，包括地质勘探、航空航天、建筑工程、地理信息系统、环境监测、医学影像等。
在地质勘探中，激光测距仪、卫星定位系统等先进技术的应用，使得对地质条件的测量和分析更加精准和高效。
在航空航天领域，高精度惯性导航系统、卫星定位系统和遥感技术的应用，大大提高了飞行器和航天器的导航和定位精度。
在建筑工程中，全站仪、激光测距仪等设备的广泛应用，使得建筑测量和设计更加精准和快速。
在地理信息系统中，遥感技术和卫星测绘技术的发展，为地理信息数据的采集和处理提供了更多选择和更高的精度。
在环境监测和医学影像领域，先进的测量仪器和设备可以帮助人们更好地了解环境状况和疾病情况，从而采取更加有效的措施进行预防和治疗。
三、未来发展趋势随着科学技术的不断进步和应用需求的不断增加，现代测量技术将会迎来更多的创新和发展。
测量技术将更加智能化和自动化。
随着人工智能和大数据技术的飞速发展，智能测量仪器将更加普及，能够实现数据的自动采集和处理，从而减少人力成本和提高工作效率。
测量技术将更加精准和高效。
随着激光技术、卫星技术和遥感技术的不断创新，测量精度将得到更大的提升，工作效率将得到更大的提高。
接触网行波故障测距问题研究及对策分析
接触网行波故障测距问题研究及对策分析王 胜（中铁建电气化局集团南方工程有限公司）摘 要：随着“十三五”规划逐步落地，电气化铁路正逐步完成规划内指标，高速扩张的同时电气化铁路的结构形式正逐步发生变化，传统的站内故障测距形式越来越无法保证接触网线路的供电稳定性。
本文从行波法接触网故障测距角度着手，分析了现阶段接触网行波法故障测距存在的取能问题、安装局限性问题以及行波在接触网线路中折反射的问题，并且对相关问题给出一定的见解与对策，从而完善行波法接触网故障测距在复杂结构接触网线路中的应用，实现接触网线路运维管理的智慧化、自动化，同时对未来接触网线路运行维护做出了展望。
关键词：电气化铁路；复杂接触网结构；行波故障测距；问题与对策０ 引言近年来，依据国家“十三五”规划，大力发展轨道交通运输事业，“八纵八横”正逐步落地，在轨道交通高速增长的同时，接触网线路也逐步发生变化，由传统的蒸汽以及柴油供能方式演变为电气化铁道。
我国人口基数大，分布较为密集，同时人员区域性流动较大，这就导致了传统采用直接供电形式的接触网无法满足人们出行要求，因此，采用全并联ＡＴ供电方式的电气化铁路得以大规模发展。
不同于直接供电接触网线路，其具备更强的运输动力以及承载量，同时，为满足现阶段人们生活出行的便利性要求，全并联ＡＴ供电方式的接触网线路也展现出复杂属性。
线路中存在大量的Ｔ接线路，基于电抗法的接触网故障测距方式无法满足接触网线路的需求，这就导致了接触网线路故障处理时效长，严重时会造成恶劣的社会影响［１ ３］。
《电气化铁路接触网运行安全管理》及《铁路电力调度管理办法》中对接触网线路安全运行以及电力故障调度做出了相关规定，这无疑显示了铁路部门对铁路接触网线路安全稳定运行的重视。
本文基于电抗法对接触网线路故障测距精度的不足，从成熟应用于输电线路的行波法故障测距着手，进行接触网线路故障应用的分析，从而完善行波法故障测距在复杂线路结构的接触网中的应用［４］。
220kV电网行波测距系统组网运行实践探讨
220kV电网行波测距系统组网运行实践探讨摘要：准确的故障测距有利于迅速定位故障点，加快线路的恢复供电，具有明显的经济效益与社会效益。
对比传统的故障测距技术，基于行波的故障测距技术受互感器饱和特性、系统运行方式的影响较小，准确度较高，本文就220kV电网行波测距系统组网运行实践进行深入探讨，以供参考。
关键词：输电线路；行波；故障测距；组网；220kV电网1概述随着智能电网建设的开展，从电网自愈性来说，对电力系统故障后快速恢复提出了更高的要求，因此，输电线路精确故障定位越发显得重要。
但原有的故障测距系统也体现出以下不足：（1）信号接入方式落后：现有的站内测距终端装置难以接入电子式互感器信号，同时，需要将信号电缆引入控制室进行集中式采样，不符合智能变电站工程技术要求。
（2）信息共享水平低：原有的测距装置其录波数据未提供给其他装置、系统使用，同时也无法调用其他装置、系统的数据。
（3）全网信息未充分利用：现有测距系统在算法上一般考虑线路两侧数据，而实际运行经验表明，如能利用全网信息，将有效提高测距系统的整体可靠性。
本文结合实际工程情况，详细介绍了电网220kV行波测距系统的基本原理，研究了目前行波测距组网运行与实践中的难点，并提出了处理方案。
2现代线路故障行波测距基本原理2.1单端A型测距原理在被监测线路发生故障时，故障产生的暂态行波会在故障点及母线之间来回反射。
装设于母线处的测距装置接人来自电流互感器二次侧的暂态行波信号，使用模拟高通滤波器滤出行波波头脉冲。
由于母线阻抗一般低于线路阻抗，电流行波在母线与故障点均产生正反射，因此，故障点反射波与故障初始行波同极性，而故障初始行波脉冲与由故障点反射回来的行波脉冲之间的时间差△t对应行波在母线与故障点之间往返一次的时间，可以用来计算故障距离。
设S端为测量端，波速度为v。
，故障初始行波与故障点反射波到达本端母线的时间分别为Ts1和Ts2，则故障距离XL为在相间故障存在较大的过渡电阻以及单相接地故障时，对端反射波在故障点有较大的透射。
现代行波故障测距原理在电力系统中的实际应用
分别为Ｔ Ｍ和ＴＮ，则Ｍ端和Ｎ端母线到故障点的距 离 和Ｄ 分别可以表示为：
Ｄ ＝ ｆ ．／ ＿ｑ ７ ｔ Ｄ （ ， １Ｌ 、＝ ７ 、一 】
Байду номын сангаас
关键词 ：电力系统 行波 故障测距 单端原
理 双 端原理
１ 述 、概
电力传输线路故障后快速进行故障点定位是 保证电网安全稳定运行的一项关键技术 ，也是长期 以来困扰 电网运行的世界性技术难题之一，准确进 行故障点定位有利于减轻人工巡线的工作量、缩短 故障修复时间， 并且可以提高供电可靠性、 减少停 电损失 。 早期 故障测距技 术主要应用 的是故障录波 法、故障阻抗 （ 电抗）法等。二次大战后，受雷达 发明的启发 ，人们开始利用行波现象对电力线路 故障现象进行分析 ，行波测距技术具有所测电压、 电流行波的传播速度接近光速 ， 受过渡电阻、系统 运行方式和线路负荷影响较小等优点，可使线路故 障测距可靠性、精度大大提高。但是，自 ０ ２ 世纪４ Ｏ 年代末早期行波法诞生，Ｎｓ 年代现代行波法的提 ｏ 出之后的一段时间内，由于现场试验条件的限制以 及所提出的各种测距算法不可靠，行波故障测距技 术ｊ未得到实际应用； ｝ 直至９ 年代初，我国学者提 ０ 出了利用电流暂态分量的输 电线路行波故障测距技 术，大夫推动丁现代行波故障测距技术的发展 ，自 此行波测距法重新受到瞩 目。 近几年，随着该领域原理和相应算法的不断 完善 ， 现代行波故障测距技术在电力系统中得到了 越来越广泛的应用。 ２ 现代行波故障测距基本原理 ， 现代行波故障测距原理主要分为Ａ 型单端行 波故障测距原理和Ｄ型双端行波故障测距原理。 ２１ ．双端行波故障测距原理 一Ｄ 型原理 Ｄ型现代行波故障测距原理利用线路内部故障 产生的初始行波浪涌到达线路两端测量点时的绝对 时间之差值计算故障点到两端测量点之间的距离， 原理如图１ 所示。
行波测距技术在超高压输电线路中的应用
行波测距技术在超高压输电线路中的应用现代电力电网的正常运行离不开可靠准确地得到输电线路的故障点的定位。
当超高压输送电线路出现故障时，故障点产生的行波将沿着输电线路向故障点两边进行传播。
行波动作快速，但可以根据行波的特点对其进行距离测量，从而找到故障所发生的位置。
本文将首先简析行波故障测距所使用的物理学机理，并结合具体案例来说明其在超高压输电线路中的应用。
标签：超高压输电；故障测距；行波。
我国经济的高速发展驱动着电力系统朝着更大、更稳定的方向发展。
超高电压输电技术是应时代发展要求应运而生，更高的电压意味着更低的线路损耗和更大的能量传输。
高压输电线路作为电力系统的大动脉，是最容易和最频繁发生故障的部位。
由于输电线路全部在户外，除了恶劣的自然环境，本身的老化等都会导致故障的发生，而由于超高电压输电在远距离输电才更有经济优势，以上原因导致当输电线路发生故障时，极难查找出故障点。
准确快速的故障测距可以有效帮助修复线路，保证线路可靠稳定供电，从而保证整个电网的安全稳定运行，最大限度降低线路故障对整个电力系统造成的威胁和对国民经济和人民生活带来的综合损失。
1、电力输电线路测距现状基于工频电气量的工频阻抗法是当前电力系统使用较多的定位故障点的方法，其主要是通过测量故障输电线的电压电流等量并计算出系统故障回路的阻抗值来估算故障点的距离。
但阻抗法极易受输电线路本身阻抗、负载电荷等的干扰，测距的精度没法得到保证。
高频数字量采集和电磁暂态理论的进步推动了基于行波的测距技术的发展，其测距精度相较传统工频阻抗法有了大大提高。
2、行波测距的物理学释义及实际应用方法根据叠加原理将发生故障的输电线分为正常状态和附加故障状态的叠加。
由工程经验知，一般故障点和地短接使得故障点的电压变为0V。
输电线正常工作时，定义该点电压为U。
由叠加原理易知，假定叠加的故障时，定义该点电压为-U，这样叠加之后故障点的电压为0V。
假定的叠加故障状态中-U电压将使得高压输电线产生由故障点向线路两端传播的前进波，即故障行波。
电力系统行波测距方法和发展
电力系统行波测距方法和发展摘要：在社会经济水平显著提升的背景下，电力行业发展迅速，行波测距技术就是其中一个。
行波测距就有较多的优势，如较快的定位速度、十分精确的测距等，目前在高压输电线路中主要应用该技术。
首先，本文详细的分析了行波测距的方法，主要有单端测距法、双端测距法、三端测距法以及广域网络信息的行波测距法。
然后对行波提取及波速的确定进行了分析，最后对电力系统行波测距的发展进行了详细分析。
关键词：电力系统；行波测距；方法；发展引言作为电力系统传输电能的重要路径，高压线路一般建设在高山、森林、沟壑等荒凉地带，周边环境严酷，故障易发。
尤其是恶劣天气环境，如雨雪、雷暴等极端天气情况下，高压线路常常会发生故障，并且人工定位故障较为困难，耗时耗力，也会导致大面积停电，造成巨大的经济损失。
精准地定位故障点，快速修复永久和瞬时故障，以保证电网的稳定和安全运行，维护电网的经济效益，对电力系统意义重大。
1定义故障行波测距方法是根据电压、电流行波在线路上具有确定的传播速度这一特点而提出的。
故障发生时，故障点发生的行波将沿着线路向两端母线传播，遇到母线后发生反射回到故障点，在故障点处发生反射和折射然后再向母线处传播。
利用行波两次到达母线的时间就能准确地计算出故障点离母线的距离。
2行波测距的方法2.1单端测距法当电力系统发生故障的时候，因为初始行波没有相同的来源，因此测距原理具有A型、C型、E型、F型四个类型。
如果初始行波的来源点是故障点，那么就是A型；利用脉冲反射，对脉冲到达故障点并反射回测距装置所使用的时间对故障距离进行测量的原理是C型；对线路故障发生以后自动重合闸暂时所产生的行波进行利用，通过其在故障点与测距装置之间的传播对故障距离进行确定的原理是E型；在发生故障的时候，断路器会发生跳闸，从而有暂态行波产生，根据此波对故障点距进行测量的原理就是F型。
如果在输电线路中发生故障，那么要对A型、C型、F型进行应用。
不管是重合闸所产生的暂态行波还是断路器跳闸所产生的暂态行波，对其计算的方法全部都是暂态行波行驶速度乘以两点之间运行速度的积。
行波测距的原理分析以及系统实现
1.背景行波测距在输电网中有着广泛的应用，对于快速定位故障，缩短故障恢复时间有着重要意义。
本文对行波测距的基本原理以及实现方案进行分析，以期对相关装置的开发以及算法研究有所帮助。
2.行波测距原理2.1 行波的特性输电线路如果忽略传输损耗（忽略分布电阻以及对地电导） ，则可以认为是由大量的分布电感和电容组成的。
假设一段线路始端为M，末端为N，在线路中间某一点P发生对地故障，则相当于在P点接入一个等效电源，其电压与此点故障前电压大小相等，方向相反。
假设在t=0时发生故障，则对于分布参数的传输线，故障等效电源会给线路电容充电，在导线周围建立电场并相邻电容充电，线路的分布电容被依次充电，这一过程如同一个电压波在按照一定的速度沿线传播。
同时随着电容的充放电，将有电流流过线路分布电感，也会有一个电流波沿线传播。
因此通过以上分析，线路故障后，会从故障点开始有电压行波和电流行波向线路两端传播。
行波的波速与线路本身的特性有关，速度公式如下，其中L和C为线路单位长度的电感与电容，线路行波的波速只与其绝缘介质的性质有关，与导体的材料和截面积无关。
例如架空线路的行波速度为294km/ms，纸绝缘电缆线路的行波速度为160km/ms，交联聚乙烯电缆的行波速度为170km/ms。
行波在波阻抗发生变化的分界点处会发生反射和折射，例如上图中的N如果为母线，N有几条出线，则在N处会发生反射和折射。
2.2 单端行波测距单端行波测距是在线路的一端安装测量设备，利用线路故障时测量到的第一个行波与反射的第二个行波的时间差计算测量点和故障点之间的距离。
例如下图,在M点安装行波测量设备，M点测量到的第一个行波为i1，i1在M点和故障点F发生两次反射，再次被M点测量到，那么这个时间差为两倍MF距离，因此上面考虑的是故障点距离M点比较近的情况，实际上如果F点距离N点比较近，那么测量到的第二个行波应该是i5。
假设MN的距离为L，则可以计算出如果F点距离M点小于L/2时，第二个行波为i3，否则第二个行波为i5,这两种故障距离的计算公式是不同的。
行波测距
行波行波，英文名称traveling wave.定义：某一物理量的空间分布形态随着时间的推移振幅不变的情况下向一定的方向行进（不断向前推进)所形成、传播方向为无限，故称行波。
1概述电力线路在输送电能时是以电磁波的形式传播的，在忽略电阻和电导的情况下，其线性行波的传播速度为：v=1/sqrt(LC)；将线路的电感和电容代入上式，可以发现架空线路的行波传播速度接近于光速，即v≈3*10^5km/s。
行波波长是指行波相位差正好等于2π的两点之间的距离。
2其它相关行波测距式距离保护原理1引言高压输电线路是电力系统的命脉。
线路发生故障后能快速地切除故障线路并及时找到故障点加以修复，是继电保护工作者孜孜以求的目的。
然而迄今为止，输电线路保护无论是利用工频分量还是暂态高频分量，都只能判断出故障发生的区域，只能达到切除故障的目的。
微机距离保护虽然能给出故障距离，但因精度不高不能满足生产需要，要及时找到故障点对线路加以修复仍需要配备专门的故障测距装臵，两个装臵有很多相似的功能模块，使得线路投资增加，装臵的作用得不到充分发挥。
行波距离保护由于采用输电线路故障后的行波，使得保护装臵具有超高速动作的特性；而且利用行波折反射的特点可以精确地计算出故障距离，并同时兼作保护动作判别量和测距输出结果，即集保护和测距为一体，有效解决了以上问题，因而行波距离保护装臵的研究极具实用价值。
利用行波进行故障测距[1]的方法早在20世纪50年代就已被提出，并在实际中得到应用。
70年代末，G．W．Swift 等指出了行波频率与故障距离之间的关系[2]。
1983年,P.A.Crossly等人提出了利用相关算法计算行波传播时间进而求得故障距离，通过对故障距离和被保护线路长度的比较决定保护是否动作的行波距离保护方案[3]。
1989年，我国学者根据输电线路故障行波的特征，提出了行波特征鉴别式距离保护[4]，该保护首先利用行波的特征，判断出故障发生的区间，若判断为正方向区内故障，再进一行波特征鉴别式距离保护。
基于输电线路的行波故障测距方法研究..
电能绿色环保，是当代重要的二次能源。
近年来我国电力行业的发展日新月异，装机容量不断增加，电力系统结构也越发复杂多变，并且随着特高压超高压输电线路的问世，输电线路往往发生故障后，工农业以及城乡居民生活会受到很大影响。
因此，及时查找到故障点，对输电线路的修复十分重要，及时确定故障点并排除故障能够更好的保障国民生活有序开展。
此前阻抗法较多地被运用于电力系统中用来故障测距。
但其精准性有待提高，容易受到诸多因素影响，比如过渡电阻的存在、系统运行方式的变化、分布电容、CT饱和。
早在二十世纪五六十年代，就有人提出通过提取分析故障行波信息进行测距，即通过数学手段收集提取出有用的电压电流行波信息，计算行波在线路和测量点的传递时刻来确定故障距离。
但由于当时的技术设备落后，先前研制的行波测距装置容易出现故障，价格昂贵，没有广泛的实际应用价值。
近些年，随着对行波理论的不断深入和补充，加之小波变换和数学形态学两大工具也迅猛发展，行波测距技术有了许多新的突破与发展，出现了许多新颖的方法和原理，比如基于信号相位的测距，基于宽频信号的测距等。
国内外在实际故障测距应用中也采用发明了各种装置。
因此，电力系统输电线路行波故障测距正日益受到专家学者的追捧，成为工程学中的一个热点。
1绪论1.1课题的研究背景和意义目前，我国的电力行业充满活力，蒸蒸日上。
电力事业关乎国泰民安，良好稳定的电力系统能为经济的腾飞保驾护航。
然而随着三峡工程的发电投产以及工业快速发展，输配电量直线上升，且输电线路的电压等级不断提高，传输距离也不断加大，其安全运行也就愈发重要。
电力线路作为电力系统的重要传输纽带，且大多处在野外环境，气候条件多变，容易发生闪络等暂时性故障，不仅造成电力停止配送，输用电设备损坏，还可能造成电力系统发输配送整个结构的瘫痪。
因此，及时进行精确的故障定位从而排除故障，一直是国内外专家学者研究的重大课题，具有重大的经济效益和广泛的运用前景。
当前，在系统运行过程中，线路容易发生单相、两相接地短路，绝缘避雷设备老化，故障性跳闸等故障。
智能电网行波故障测距系统的应用方法探讨
智能电网行波故障测距系统的应用方法探讨故障测距系统的构成部分主要有两种，第一种为终端装置，第二种为主站。
随着电力电子技术的快速发展，在电网建设中也融入了智能化技术，基于智能电网的构建也相应的产生了智能变电站，在变电站内部的故障测距系统终端装置中使用了不同的采样方式，并利用不同的装置解决了以往的通讯问题。
本文分析了智能电网和传统故障测距系统之间存在的差异，探讨了在测距主站中如何保障测距系统可靠运行的有效措施，并提出了可以对故障进行智能化分析的系统，提高了电网故障的诊断效率。
标签：智能电网;行波故障;测距系统;应用方法行波故障测距系统是使用极其广泛的一种系统，和传统的阻抗测距法相比，具有准确度高、可靠性高的优势，特别是在辽宁等地区已然形成了完善的测距系统。
智能电网建设速度的不断提高，使得智能电网的规划和建设范围都有所扩大，因此为了保证稳定供电和人们生活的正常运行，就必须要在电力系统发生故障之后，在最短时间内完成供电恢复。
在这种情况下传统的测距方法体现了极大的劣势，必须要根据智能电网的特点设计符合实际故障检测需求的测距系统。
一、传统测距系统存在问题第一，传统的测距方法在信号接入方式方面存在着落后的现象。
目前很多变电站内的测距终端装置无法和电子式的互感器信号相匹配，导致二者无法进行连接[1]。
并且在采样的过程中需要把信号电缆放置于控制室的内部，才能够开展集中式采样工作，降低了采样的效率，也无法满足智能化变电站对技术的要求。
第二，无法完成高效的信息共享。
在传统的测距系统中会通过各种协议将测距结果上传，但是测距系统的录波数据无法向其他不同的装置或者系统进行数据传输，相应的也无法从其他装置中或者系统中获取数据。
第三，没有对电网的整体数据和信息进行有效的利用。
传统的测距系统只会考虑到在输电线路左右两侧的数据，因此导致算法无法对电网整体的数据进行合理的应用，导致系统运行的可靠性受到影响，也缩小了系统的使用范围。
二、智能电网故障测距系统构成在智能电网下故障测距系统仍然是以原有系统为基础进行构建的[2]。
基于行波的电力电缆故障测距主要问题研究
基于行波的电力电缆故障测距主要问题研究陆世进 魏 星 刘 磊（南通轨道交通集团有限公司运营分公司）摘 要：传统的架空输电线路已无法满足城市生活学习的要求，交联聚乙烯电缆由于具有占地面积小、负载大等优点，越来越受到城市输电的青睐。
随着越来越多的架空输电线路被交联聚乙烯电缆线路所替代，电力电缆故障测距也成为了输电线路安全生产的重要影响因素。
本文从行波法故障测距的角度出发，阐述了现阶段行波法故障测距应用于输电电缆时的主要问题，并对相应的问题做出了总结性归纳，指出了未来行波法故障测距应用于电力电缆时的主要研究方向，为输电电缆行波测距提供了研究方向的参考。
关键词：电力电缆；故障测距；行波法测距０ 引言随着我国城市化程度越来越高，城市土地可用面积越来越低，传统的架空输电线路无法满足城市化生产、生活所需［１ ２］。
而交联聚乙烯电缆具有占地面积小、耐腐蚀、负载大等优点，逐渐取代了传统的架空输电线路，成为了城市输送电能的主要方式。
交联聚乙烯电缆深埋于地下，当受到雨水、生产工艺、外力破坏等情况时，极易发生绝缘损伤的情况。
一般情况下，电缆故障都是渐发性故障，起始阶段会伴随微弱的放电，直到主绝缘彻底击穿才会发生故障跳闸［３］，适用于架空线路的故障测距手段针对于电缆的渐发性故障不一定适用，因此，本文选用在架空输电线路上成熟应用的行波法故障测距进行交联聚乙烯电缆的故障测距。
对于影响输电电缆行波法故障测距的因素作出以下总结：（１）在进行行波法故障测距时，对于常见的输电电缆结构（单Ｔ接电缆、多Ｔ接电缆、电缆转架空）进行了行波传输折反射研究［４ ５］；（２）电缆线路波阻抗较大，同时线路杂散电容较大，受到行波的色散效应影响较高，对于电缆采用行波法故障测距进行行波的波速计算时，不同于架空输电线路，不能采用单一固定波速进行电缆的波速确定；（３）由于行波在电缆中传输的关系导致了行波到达监测终端的波头时刻问题，行波波头到达监测终端的时刻直接影响了故障定位精度［６］。
关于线路保护行波测距一体化装置设计与技术探析
2018年第12期总第379期关于线路保护行波测距一体化装置设计与技术探析石侃，张元，李俊，早勇，黄菲，李贵良，李俊鹏（云南电网有限责任公司德宏供电局，云南芒市678400）输电线路故障一直是影响电力系统稳定运行的重要因素，如何快速的恢复正常供电，并确保电力系统的稳定运行，是当前电力行业所面临的一大难题。
而输电线路故障测距则为解决这一难题发挥着重要作用。
当前电力系统还大多采用阻抗法对输电线路故障距离进行测量，但其测量精度往往很容易受到系统运行方式、故障电阻、互感器误差、衰减直流分量以及零序参数沿线路分布不均等因素的影响，难以做到对故障距离进行精准的测量。
而使用行波测距技术，则可以最大程度地避免上述因素的影响，使测量精度得到了进一步的提升。
但是行波测距法并不是万能的，其自身仍存在着启动与测距不可靠等问题。
再加之，我国所使用的行波测距装置在其配置方面具有一定的局限性，不同厂家之间的行波测距装置因其配置不同而很难做到兼容，进而对其覆盖率的提升形成了严重的阻碍。
因此设计一款线路保护行波测距一体化的装置，进一步精确行波测距的精度，是一项十分必要的举措。
1线路保护行波测距一体化装置的系统设计线路保护行波测距一体化装置的设计原理，主要是在传统高压输电线路继电保护成套装置的基础上，进一步对行波测距功能进行集成，从而做到行波测距功能与线路保护的完美配比，极大地避免了站内二次设备的使用。
同时对故障距离的测量精度作出了强有力的提升。
当前，我国多是通过对工频电流、电压进行采集的方式来对故障距离进行测量，从而达到线路保护的目的。
而行波测距装置要想实现故障距离的精确测量，则需要通过对行波电流信号的采集来实现的,可以说，两者之间在信号频段上存在着较大的不同。
另外，双端行波测距以及光纤差动线路保护都是通过对站间通信通道的架设来实现信息的交互，因此具有一定的共通性[1]。
综上所述，为了进一步加强线路保护行波测距一体化装置的实用性，在进行设计过程中还应注意以下几个方面。
行波测距技术在电力系统中的应用
故 障测 距装 置 的可 靠性 包含 不拒 动和不 误动
两方 面内容 ， 中不 拒 动 是指 监 视 线 路 内 部 发生 其 各种可 能性 的永 久 性 或 瞬时 性 故 障 时 ， 障测 距 故 系统应 能正 确动作 。
２ 准 确 性 ）
准 确性是 对 故 障测 距 装 置 最重 要 的要 求 ， 没
故 障分析法 是 利用故 障 时记 录下 来 的工频 电 压、 电流 量 ， 过 分 析 计 算 ， 出故 障 点 的距 离 。 通 求
利用两 端 电气 量 的故 障测 距 ， 以消 除故 障 可 电阻的影 响 ， 但计 算较 复杂 ， 需解 决两 端装 置的采 样 同步及通 信 问题 。
确 性 是 没 有 意 义 的 。 另 一 方 面 ， 果 测 距 误 差 太 如 大 ， 可 以说 测 距 误 差 不 可 靠 。 也
３ 经 济 性 ）
故障特 征迅 速准 确 地 测定 故 障 点 ， 不 仅 能够 缩 这 短 故 障 修 复 时 间 ， 高 供 电 可 靠 性 ， 少 停 电损 提 减 失， 并且减 轻 人 工 寻线 工 作 量 。对 于 占绝 大 多数 的能够重 合成 功 的 瞬 时性 故 障来 说 ， 准确 地 测 出 故 障点位 置 ， 可以 区分是 雷 电过 电压 造成 的故 障 ，
求。 国家 电 网 公 司颁 布 的 《 国 电力 调 度 系 统 “ 全 十
五” 技发 展规 划纲 要 》 线路 故障测 距提 出 了比 科 对 以往 更高 的要求 ， 即要求综 合误 差不 超过 １ 。 故障测 距 的准 确 性 和 可靠 性 是 有关 联 的 ， 可 靠 性是 准确 性 的前 提 条 件 ， 开可 靠 性 来谈 论 准 离
输电线路单双端行波测距实例研讨
输电线路单双端行波测距实例研讨摘要:输电线路故障行波测距方法是利用故障产生的暂态行波信号进行故障检测与定位,主要有单端和双端两种测距方法。
本文对单、双端行波测距方法的原理进行了介绍,并结合两次实测数据进行了全面的分析,指出了实际应用过程中存在的问题和改进的方向,对指导行波测距装置的应用具有一定参考意义。
关键词:输电线路行波测距输电线路是电力系统的大动脉,担负着传送电能的重任,它又是系统中发生故障最多的地方。
输电线路发生故障后故障点的精确定位对及时修复线路、保证可靠供电和减小供电损失均具有重要作用。
我局所辖输电线路走廊多处荒山野岭、峡谷地带,运行环境恶劣,人工巡线风险较大。
如何提高故障定位精确度,降低人工巡线风险成为了一个亟待解决的问题。
基于行波原理的故障测距装置能够消除故障类型、故障位置过渡电阻和系统运行方式等因素的影响,实现输电线路精确的故障定位。
因此,在大理变及苏屯变各装设了一套行波测距装置,开展行波测距技术的应用研究。
1 行波测距方法行波测距是基于暂态行波量的故障测距算法,其原理是当输电线路发生故障时,将会产生向线路两端以接近光速传播的电流和电压行波,通过分析故障行波包含的故障点信息,就可以计算出故障发生的位置。
行波测距方法可分为单端量法和双端量法,前者利用线路一端检测到的暂态行波量实现测距,后者利用线路两端量实现故障测距。
1.1 单端行波测距方法单端行波测距的关键是准确求出行波第一次到达测量端与其从故障点反射回到测量端的时间差。
测距原理总结如下:令零模波速为υ0,线模波速为υ1。
线路总长为L,故障距离为Ｌf。
(1)方法一,利用初始行波分量与故障点反射波分量实现测距,故障距离为:Ｌf=υ1 △t/2其中△t为初始行波与故障点反射波到达测量母线的时间差,当故障过渡电阻较大时,故障点反射波较微弱难以有效检测,此时该方法失效。
(2)方法二,利用初始行波分量与对端母线反射波分量实现测距,故障距离为:Ｌf=L-υ1△t/2其中△t为初始行波与对端母线反射波到达测量母线的时间差,当故障过渡电阻较小时,对端母线反射波的透射分量较微弱难以有效检测,此时该方法失效。
行波测距技术在输电线路上的应用
中图分类号：TM75
文献标识码：A
DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.22.064
逐渐扩张的电力系统规模，使得中国远距离输电线路得 到了极大的提升，尤其是在夏季，经常出现各种恶劣天气， 比如雷雨、大风等，进而越来越暴露出电力系统的安全稳定 问题[1]。在线路出现故障时，如果可在第一时间对故障做出 准确定位，便能够很快把绝缘隐患找到，尽早进行防范，使 其运行更加可靠，把因停电带来的损失有效减少，以在最快 的时间内找到线路发生故障的位置，显著节省人力和物力。 由此可见，从技术上确保电网安全、稳定和经济运行的一项 重要措施就是准确的故障定位，其拥有的社会与经济效益非 常大。
科技与创新┃Science and Technology & Innovation
文章编号：2095－6835（2019）22－0152－02
2019 年 第 22 期
行波测距技术在输电线路上的应用
杨军
（云南电网有限责任司大理供电局，云南 大理 671000）
摘 要：近年来，中国的电力系统发展非常快，体现在输电线地理环境复杂、高压线路增多以及输电距离增大等
与高压输电线故障定位相关的问题在很早之前便有学 者进行了研究，尤其是在计算机计算的不断普及下，以及微 机保护和故障录波装置的大量运用，更是让故障测距的实用 化进程加快，现阶段，根据原理划分高压输电线路故障定位 方法可分为三大类，即阻抗法、故障分析法和行波法。早期 国内外研究的热点就是以微机或微处理装置为基础的故障 测距方法阻抗法和故障分析法，而现阶段新的研究热点落在 了行波法上。 1 概述
电力系统行波测距原理、应用和未来展望
测距原理—双端测距
M
i M侧
T1
i N侧
F
N
利用两台装置分别记录下行波到达的时刻（绝对时间） T1 T2,实现故障点的测距。
t
T2
t
LNF LMF = LMN
LNF
LMF
=
T2
T1*V
LMF =
(T1 - T2)v 2
LMN 2
LNF =
(T2 - T1)v 2
LMN 2
双端行波 测距的需要 具备的条件
双端测距算法主要问题：困扰双端测距算法精度的一个实际 问题就是双端录波数据的不同步采样问题，解决好该问题 将进一步提高阻抗法双端测距的应用价值。
阻抗法测距原理
•我们的成果：采用补偿算法，自动计算两端的不同步采样误差，
消除了两端的不同步采样带来的的影响，并且实现了计算过渡电阻的功 能。
•双端阻抗法测距精度：
电力系统行波测距原理、应用和 未来展望
1 行波测距原理、特点 2 行波+阻抗法相结合的综合测距原理、特点 3 行波测距装置现场运维 4 电压电流行波比较等问题 5 行波测距装置联网
☞ 1 行波测距原理、特点
2 行波+阻抗法相结合的综合测距原理、特点
3 行波测距装置现场运维
4 电压电流行波比较等问题
单端测距-故障点在中点以外
M
F
N
t2
t1
M
F
N
t4
t3
远端故障行波传播示意图
i
t1
初始行波
t2 t3
t
对端母线反射行波
故障点反射行波
故障点在线路中点以外且存在透射时，第二个行波脉冲是对 端反射波在故障点的透射。故障点反射波与一般对端母线反 射波极性相反。
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现代行波测距技术及其发展方向探讨二次技术部**摘要：本文详细阐述了基于单条输电线路、电流行波的单端测距法、双端测距法和三端测距法的原理及算法，并对其发展方向进行讨论。
行波测距法具有测距精度高、定位速度快的优点，在电力系统中有广泛的应用前景，是今后输电线路故障定位领域的重要发展和研究方向。
关键词：行波定位故障测距输电线路1、前言电力系统中输电线路的准确故障测距有利于迅速定位故障点，缩短故障修复时间，对提高系统供电可靠性、减少停电损失具有重要意义。
基于行波的故障测距技术受互感器饱和特性、系统运行方式、过渡电阻和线路负荷影响较小，故其研究和应用越来越广泛。
输电线路上的行波是指沿线路按一定速度运动的电压、电流波。
对于输电线路的行波故障测距有一定的发展历程：1、早期行波故障测距技术是通过测量电压行波在故障点及母线之间的传播时间进行测距，由于需专用行波信号耦合设备，价格昂贵；采用高速拍照方式记录行波波形，可靠性差等没有得到推广应用。
2、利用工频分量的故障测距技术是利用测量点的电压相量和电流相量之间的关系进行测距，其测距精度受电压、电流互感器变换误差、三相不对称等影响。
3、现代行波故障测距技术由于其使用范围广、定位速度快、测距精度高等优点，故在电力系统中获得了越来越广泛的实际应用[1]。
2、现代行波测距技术行波分为稳态行波和暂态行波，稳态行波是指系统正常运行时沿线路传播的行波；暂态行波是指系统运行过程中突然出现，而后又逐渐消失的行波，具有突变性，更利于分析研究。
利用线路发生故障时产生的暂态行波实现故障定位的行波测距具有准确性高、受系统运行方式影响小等优点，且已经成功应用于输电线路[2]。
线路故障在线路上某一点产生的暂态行波分量可以利用该点的暂态电压、电流故障分量的线性组合来提取，而电流行波相比电压行波有较大的幅值且上升速度快的特点，因此利用故障电流行波比利用电压行波检测灵敏度高。
并且科汇利用普通的电流互感器耦合电流行波，通过数字仿真分析即对实际TA进行测试，证明其实现简单、成本低、灵敏度高。
因此在本文中讨论到的行波主要是电流行波，以下主要叙述基于暂态电流行波的单端测距法、双端测距法和三端测距法。
2.1 A型单端测距法单端测距法利用故障产生的行波在故障点及母线之间往返一趟的时间来计算故障距离，其原理图如图1所示。
图1 A型单端测距原理图算法1：利用由故障点F所产生的暂态行波第一个行波波头（初始行波）到达本侧母线，经本侧母线反射后再由故障点反射回来到达本侧母线的时间TS2与初始行波时间TS1的时间差∆t，还有行波波速V进行故障测距。
则故障点F距母线S端的距离为：Xs=12 V∆t=12V(T s2−T s1)（1）一般情况下，初始行波与故障点反射波极性相同，而与对端母线反射波相反。
因此，从波形可以区分是从故障点反射过来的行波还是从对端母线反射过来的行波。
但是，利用这种方法在单相接地故障的情况下，行波的第二个波头很难测到。
算法2：三相线路各相之间存在着电磁耦合，一般通过相模变换将三相行波分解为线模和零模两种独立的行波模量来分析简化求解过程。
只要准确找到检测点的线模和零模波头之间的时间差，就可以算出故障位置。
仍以图1为例，设V1为线模速度，V0为零模速度，线模分量到达S点的时间为t s1，零模分量到达S点的时间为t s0，故障发生时间为t，则在S点对于线模分量有：Xs=V1(t s1−t)（2）在S点对于零模分量有：Xs=V0(t s0−t)（3）式（2）和（3）消去故障时间t有：Xs=V1V0 (t s0−t s1)V1−V0（4）式（4）即用来计算故障点F到母线S端距离的公式，故障点F到对侧母线R端的距离公式同理。
2.2 D型双端测距法双端测距法利用故障行波到达线路两端的时间差进行测距，其只需检测故障点初始行波到达两测量端的准确时间即可完成定位，不需要分析识别反射波，测距可靠性高[3]。
其原理图如图2所示。
图2 D型双端测距原理图算法1：利用由故障点F所产生的暂态行波的初始行波到达两侧母线S、R 的时间，还有线模波速V1进行测距。
设线路总长为L，故障发生时刻为t，行波初始波头到达两侧母线S和R的时间分别为TS 和TR，则利用故障点F到母线S的距离与故障点F到母线R的距离之和为线路总长L的关系，即可求解故障点F 到母线S的距离为：Xs=12[(T S −T R)V1+L]（5）以上算法是以线模波速受各种因素的影响很小为基础，即其波动在工程误差范围之内。
但是无论哪种模波，在线路上传播的速度都是不确定的，各模量的波速度受气候和线路的运行条件影响也很大，基于此提出消去波速的测距算法 [4]。
算法2：以图2为例，设V1为线模速度，V0为零模速度，线模分量到达S点的时间为T S1，到达R点的时间为T R1，零模分量到达S点的时间为T S0，到达R 点的时间为T R0，线路总长度为L，故障发生时刻为t。
则在S和R点对于线模分量分别有：Xs=V1(T S1−t)（6）L−Xs=V1(T R1−t)（7）在S和R点对于零模分量分别有：Xs=V0(T S0−t)（8）L−Xs=V0(T R0−t)（9）由式（6）和（7）可得：设A=T S1−T R1=Xs V1−L−XsV1（10）由式（8）和（9）可得：设B=T S0−T R0=Xs V0−L−XsV0（11）由式（6）和（8）可得：设C=T S0−T S1=Xs V0−XsV1（12）式（10）、（11）和（12）消去V0和V1有：Xs=LCA−B+2C（13）式（13）即用来计算故障点F到母线S端距离的公式，这种方法完全消除了波速变化对测距精度的影响。
2.3 三端测距法三端测距法[5]是在双端测距原理的基础上提出的一种新型测距方法。
利用检测故障点初始行波到达故障线路本端S、对端R以及相邻线路对端P的时间TS、T R 、TP进行测距，其原理图如图3所示。
图3 三端测距原理图图3中，X1为故障线路，X2为相邻线路，故障点F距本侧母线S端、对侧母线R段的距离分别为d2和d1。
设电流行波的传播速度为V，故障发生时刻为t，故障行波初始波头到达两侧母线S和R的时间分别为TS 和TR，到达相邻母线P的时间为TP。
假设故障行波在线路SR、SP上的传播速度是相同的，均为V，根据图3中各关系即有：d2=V(T S−t)d1=X1−d2=V(T R−t)（14）X2=V(T P−T S)由式（14）即可计算出故障点F距离本侧母线S 端的距离为：d2=X12+X2(T S−T R)2(T P−T S)（15）利用该方法，在已知相邻两段输电线路长度的情况下，只需测量故障初始行波到达三个测量端的时间即可测量出故障点距离测量点S的距离，可达到较高的测距精度。
3、存在问题及发展方向行波测距法具有操作方法简单、成本较低、精度较高等优点，因此越来越受到国内外学者的关注。
但在实际中，也存在一些问题尚待解决：反射波的自动识别问题；行波信号及波速的不确定性问题；用于行波传变的电子式互感器的成熟研制；精准对时的行波测距装置的研究；波速确定的精确性与测距误差之间的有效控制；不同波头检测方法的相互配合与行波测距的有效结合等问题[3]。
基于存在以上问题，未来行波测距法的研究空间很大，其方向主要有：自动识别故障行波波形进行故障定位算法的研究；有效获取行波暂态信号的电子式互感器的研制；精准对时的行波测距装置的研制；基于如何针对不同的线路及故障类型选择算法分析可得到最好的效果；混合的综合电力系统故障测距方法的研究；新的行波理论和相关新技术的应用结合等。
针对现有直流输电工程中，直流输电线路保护在直流输电控制与保护平台中嵌入运行，未来将研究设计独立的直流输电线路保护屏柜；由于数字化行波测距装置所需求的高频波信号的频带较宽，而目前的物理网络宽带有限，未来将研究更加实用的行波采样值传输方法。
总体来讲，未来会进一步扩展原有行波测距系统的功能，提高行波测距系统的灵活性、实用性和可靠性。
4、结束语输电线路故障测距的方法及故障测距装置的研制已成为当今最热门的研究课题之一[4]。
尤其是近些年来，随着小波理论的成熟以及计算机技术的发展，基于行波法测距来定位输电线路的故障将是一个非常有效的方法。
并且随着行波测距系统运行经验的不断积累和完善，相信行波测距法将会被进一步发掘完善，成为未来输电线路故障的主要精确定位方法。
参考文献[1] 梁睿，靳征，刘建华. 基于故障特征频率的单端行波测距新方法[J]. 电力系统保护与控制，2013，41（15）：7-13.[2] 葛耀中. 新型继电保护和故障测距的原理与技术[M]. 2版. 西安：西安交通大学出版社，2007.[3] 何军娜，陈剑云，艾颖梅，林鹏，冯秋实. 电力系统行波测距方法及其发展[J]. 电力系统保护与控制，2014，42（24）:149-150.[4] 时昌盛，苏良虎. 行波测距在电力系统中的应用. 湖北：三峡大学. 2010.[5] 郭安明，钟俊，王永洪，等. 基于复小波的输电线路行波三端测距算法[J]. 电力系统保护与控制，2012,40（7）：100-104，111.。