PDF《基于雷电记录与行波数据的雷击故障测距结果优化方法》

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1 4] , 但是该方法难以有效剔除行波后 续振荡的影响. 针对行波故障测距结果优化, 目前通常是采取 改变波速、 分区段定位等基于行波本身波速特点的 改良[

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1 7] , 或是在具备双端测距条件下利用单端、 双 端多测距方式组合进行故障距离校正[

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2 1] .由于行 波测距计算的是电磁波在线路上的传播路程, 而线 路长度会受到外部环境温度的影响, 弧垂、 杆塔跳线 等不确定因素也增加了行波的传播距离, 即使在找 对波头的前提下, 行波测距计算结果与人工巡线结 果之间往往也存在相当的偏差[

2 2] .单纯从行波自 身的特点出发难以有效地提升实际工程中的测距精 度. 中国

4 0% ~7 0% 的线路跳闸都是由雷击引起[

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2 4] , 有效解决雷击故障情况的线路测距问题, 可 以降低大部分线路故障的巡线难度.为有效监测雷 电活动, 全国电网都已经建立相应的雷电定位系统 ( L L S ) .L L S对所有雷击地闪均无差别记录, 而在 雷雨季节, 短时间内线路走廊附近的落雷密度很高

4 7 第4 0卷第7期2016年4月1 0日Vol.40N o . 7A p r .

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8 h t t p : / / ww w. a e p s - i n f o . c o m 且分布范围较广, 但是基于工频量的传统继电保护 对故障时间刻画较为粗放, 难以与精确至毫秒级甚 至微秒级的雷电记录进行准确比较, 导致 L L S中与 故障距离直接相关的有效信息易被非故障雷击记录 淹没, 故目 前对LLS的利用大都限于故障类型判别、 雷电密度统计等方面, 将LLS数据作为故障测 距优化参考的研究很少. 本文针对电网多发的雷击故障, 通过 L L S记录 与故障位置、 故障时刻的相关性, 对行波实测数据中 的非行波振荡与故障点反射波进行判别, 剔除行波 测距虚假解并初步计算故障距离, 发挥 L L S记录对 雷击地闪位置的重要提示作用, 以线路走廊方向和 地闪位置空间分布的近似程度对行波测距结果进行 修正, 获得更符合现场需要的测距结论.

1 典型行波实测波形分析 行波 测距装置高速采集卡的采样率至少在500k H z以上, 高压线路电晕放电和通道量化噪声、 变电站内电力电子器件开关、 邻近线路开关动作等 都会向高速采集卡引入高频噪声.非故障高频噪声 的引入增加了波形的奇异点, 加之雷电流在到达母 线量测端后会受到变电站内多种一次设备等效杂散 电容的影响, 致使波形会附加多种突变. 图1为本文研制的行波测距装置所记录的一次 雷击故障波形, 故障发生于

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1 3 年9月12日, 由图1可以看出, 雷击故障首波头非 常明显, 易于标定, 但是后续的多个突变存在一定的相似性, 即使利 用一定的滤波手段, 也不易判别出明显的故障点反 射波. 图1

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1 3年9月1 2日实测雷击故障行波数据 F i g .

1 M e a s u r e dt r a v e l l i n gw a v eo fa l i g h t n i n g i n d u c e df a u l t o n2

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1 2 图1所示波形图中, 反射波

1、 反射波

2、 反射 波

3、 反射波4均为疑似故障点反射波, 通过小波模 极大值几乎无法自动选取故障点反射波, 即使专业 人员进行波头人工选取, 若经验不够充分, 也易在反 射波3和反射波4之间难以抉择.根据现场巡线人 员的巡线结果, 反射波4为故障点反射波, 反射波3 为对端母线反射波, 而反射波1和反射波2为行波 浪涌后续振荡, 此类行波浪涌后续振荡可能为互感 器传变频率特性中的极点引起, 随行波浪涌的到达 而出现, 难以有效消除. 图2所示为发生于2