ST-801D配电网故障行波测距系统技术说明书

2. 适用范围
本系统适用于 3KV－66KV 中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地系统的故障定位，可广泛用 于电力系统的变电站、发电厂、水电站及化工、采油、冶金、煤炭、铁路等大型厂矿企业的供电系统，能 够可靠地指示出线路发生故障的位置。
3. 技术指标
记录容量： 电压模拟量：6 路 开关量：32 路（选配） 模拟量输入信号： 交流额定电压：UN：57.7V 或 100V（有效值） ； 最大输入电压：2UN； 额定频率：50HZ； 交流电压回路线性工作范围：0~300V； 开关量输入信号：采用无源空接点输入方式； 开出量信号：录波启动、装置异常、GPS 异常、失电等； 采样指标：
4. 系统特点
4.1. 利用电压行波测距，抗电晕等干扰能力强，与中性点接地方式无关
由于配电线路是正常工作时只由单端电源供电，且末端一般不带有负荷为开路状态。根据行波理论， 线路末端不能检测到电流行波信号。而对于为开路状态的线路末端，电压行波的反射系数为+ 1 ，电压加 倍，即线路末端可检测到电压行波信号。对于配电母线，根据其为单侧或两侧线路供电分为单出线和双出 线两种结构。对于单出线系统，调压器等效电感对于高频行波相当于开路状态。对于双出线系统，电压行 波反射系数为 0 ，其幅值不变。两种状态下母线处均可检测到电压行波信号。 由于在配电网故障时，系统中存在丰富的行波信号，它既包含低频分量，也包含高频分量，特别是其 中的对电容比较敏感的高频分量。行波信号包括很多的故障信息，是一种故障分量，系统正常运行时是不 存在的，只有发生故障时才会出现，可排除正常运行不平衡电流的影响，电压行波还具有抗电晕干扰等特 点，行波的产生与中性点接地形式无关。
4.2. 采用双端测距，不需要考虑后续的反射与透射行波，测距结果更可靠
根据行波传输特征，可以利用单端和双端原理分别测量故障距离。单端测距法必须识别出故障点的反 射波。由于配网线路一般为架空、电缆混合线路，结构复杂，同时受沿线变压器负荷及复杂环境的影响， 行波在各个一次设备、各段线路连接处的反射、折射较为复杂。故障点反射波波头幅值有明显的衰减和畸 变，且与阻抗不匹配点的反射波形相混淆，其识别变得非常复杂、困难。因此，配网线路中采用单端方法 测距将非常困难。而利用双端法可以最大限度降低上述因素的影响。双端行波测距法只检测故障产生的初 始行波波头到达时间，不需要考虑后续的反射与透射行波，原理简单，测距结果更可靠。 电网中输电线路发生短路故障或遭受雷电过电压侵袭时，故障点或雷击点将产生电压行波经线路向整 个电网传播。由于故障初始行波在电网中是按照最短路径传播的，各变电站距离故障点的路径越短，则初 始行波到达该站的时刻越早；对于故障行波到达同一变电站的不同路径而言，行波经过的路径越短，则到 达时刻越早； 所以对于各变电站来说， 最早到达该站的行波必是初始行波。 当线路故障时， 电网中各 ST-801 装置检测并记录初始行波的到达时间，从而进行电网故障点的区内区外判定。
ST-801D 配电网故障行波测距系统
ST-801D Traveling Wave Fault Location System For Distribution Network
技术说明书
深圳市索图科技有限公司 Shenzhen Suotu Technology Co., Ltd
ST-801D 配电网故障行波测距系统
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同步采样频率：每通道 5MHz； 开关量分辨率：0.4mS； 电压波形采样精度：≤0.5%； 突变量启动精度：优于 10%； A/D 分辨率：14 位； 数据长度：0.4 秒； 记录格式：故障前 0.1 秒，故障后 0.3 秒； 连续故障记录时间：最大 2.4 秒； 记录数据容量：不少于 2000 个文件，并自动循环存储； 通信方式：RS-422/485、RS-232、10M/100M 以太网 RJ-45 接口； 装置时钟： 装置自带电池，保证 24 小时内误差小于±2 秒； 可自带 GPS 时钟，进行校时； 可接入外部 GPS 时钟，进行校时； 外接 GPS 时钟的约定： GPS 时间信息输入方式：IRIG-B(DC)； GPS 的 TTL 输入信号标准：LVTTL 信号标准； GPS 秒脉冲输入时间精度：<0.1us； 过载能力: 交流电压回路：2 倍额定电压,连续工作； 装置工作电源： 直流 220V:允许偏差-20%～+15%；纹波系数≤5%； 直流 110V:允许偏差-20%～+15%；纹波系数≤5%； 交流 220V:允许偏差-15%～+10%；波形畸变≤5%；频率允许偏差±0.5HZ； 正常工作大气条件: 环境温度：-10℃～+55℃； 相对湿度：5%～95%； 大气压力：70kPa～106kPa； 功率消耗： 交流电压回路:当额定电压时，每相不大于 1VA； 测距精度： 0.3KM 以内； 录波启动方式： （1） （2） 相电压突变量启动 相间电压突变量启动
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（3） （4） （5） （6）
零序电压突变量启动 开关量启动：由开关变位判断启动； 手动启动：手动录波按钮或键控启动； 远方启动：接收远方启动命令；
上述各种启动方式均可通过整定方式选择为投入或退出。在突变量启动方式中采取有效措施防止外部 干扰可能引起的误启动。
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1. 系统概述
配电线路运行环境恶劣，故障频繁发生，传统阻抗测距原理和基于线路监控终端的定位方法尚不能可 靠、准确的确定故障位置，特别是小电流接地系统和小电阻接地系统。故障点查找费时费力。 ST-801D 配电网故障行波测距系统将行波测距原理应用到配电线路中，针对其线路结构的特殊性，普 通电压互感器获取行波信号，结合故障初始相角、接地电阻、混合线路等对检测可靠性的影响。利用故障 产生的电压行波信号线模分量，及基于双端测距原理，并运用云计算平台，测量短路和接地等故障距离， 该装置能有效的解决配电线路故障定位难题。 ST-801D 系统是利用输电线路发生故障包括高阻接地、雷击时的电压行波，实现故障测距，即通过 5MHz 高速采样、GPS 高精度时间信号采样母线或线路电压，记录线路故障的电压行波，再通过以太网或 GPRS 通信通道，将电压行波采样数据发送到云计算平台或电力调度中心计算机，由云计算服务器或中调 计算出故障距离。 由于直接利用电压互感器二次电压行波信号进行故障定位，而无需加装专用传感器。较目前采用的基 于电流行波信号的定位方法相比，具有测量信号少，适应性强，成本低，投资省，易于工程应用的优点， 且组建行波测距网络十分方便。不仅其接线简单，而且可以作冗余补充，全嵌入式的结构，稳定性和可靠 性得到加强，基于 B/S 的 Web 应用程序开发技术，使用户与服务器实现异步通信，构建更为动态和响应更 灵敏的 Web 应用程序。将给用户带来全新的体验。 ST-801 电力系统行波测距装置在 2009.3.4 获得专利授权，专利号：ZL 2008 2 0093779.6
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目录
1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 5. 5.1. 5.2. 6. 6.1. 6.2. 6.3. 7. 系统概述 ................................................................................................................................................... 4 适用范围 ................................................................................................................................................... 4 技术指标 .................................................................................................................wk.baidu.com................................. 4 系统特点 ................................................................................................................................................... 6 利用电压行波测距，抗电晕等干扰能力强，与中性点接地方式无关 ........................................ 6 采用双端测距，不需要考虑后续的反射与透射行波，测距结果更可靠 .................................... 6 根据初始行波波头到达时间，可以有效判定区内还是区外故障 ................................................ 6 通过建立正常时间矩阵，满足 T 型线路的故障测距要求 ........................................................... 7 根据电网的网络拓扑结构，建立测距网，增加系统冗余 ............................................................ 7 系统原理 ................................................................................................................................................... 7 行波双端定位原理 ........................................................................................................................... 9 小波变换理论及行波奇异性检测原理.......................................................................................... 10 系统组成 ................................................................................................................................................. 10 ST-801D 测距装置的结构图 ...........................................................................................................11 ST-801D 的户外结构 ...................................................................................................................... 13 ST-801D 的屏体式结构 .................................................................................................................. 14 订货须知 ................................................................................................................................................. 15