新型故障测距装置方案研究
摘要
故障测距装置对于保证电力系统安全、经济运行的一种是非常重要的。快速准确地找到输电线路故障点，不仅有助于及时修复故障线路，确保整个电网的安全稳定运行，减少因输电线路故障带来的经济损失，而且能大量节省巡线的人力和物力。基于此，研制一种能记录全部故障信息的新型故障测距装置是非常必要的。
论文围绕新型故障测距装置的研制和开发，系统地展开了全面录取故障信息，精确、可靠的故障测距技术研究工作。
1．提出了准确、可靠的输电线路故障测距技术实现方案。其主要内容是：利用所记录的工频故障信息和阻抗法粗略计算故障位置，再利用所记录的暂态行波电流精确定位故障点，二者通过GPS时间同步单元进行时间同步，从根本上解决输电线路故障测距问题。
2．提出了高精度故障测距装置的软硬件实施方案。硬件方案的主要特点是设计了暂态量采集系统，软件方案的主要特点是设计了暂态信号的分析平台并实现了组合故障测距算法。
研究结果表明：论文所提出的新型故障测距装置方案对于电力系统的安全经济运行是十分重要的.快速精确地确定故障点,不仅可以提供稳定储备,而且可以减少损失。围绕该方案所采用的技术都是经过检验的、是切实可行的。
Fault location equipment is very important for safety and economical operation of power system. Fast and accurately fixing fault points can restore power supply quickly, improve the reliability and safety of the overall power system. It can also reduce the economical loss. So it is very important to study and develop a new type of fault location equipment which can record the whole fault waves.
The paper studied the following aspects: recording fault waveforms and other fault information entirely; performing reliable and accurate fault locating.
1. To put forward a new scheme of fault locating with high accuracy and high reliability. The contents are using fault locating algorithm based on measurement impedance to determine a fault zone of transmission line, then use wavelet transform fault locating algorithm based on current traveling wave to fix the fault position. In order to ensure both results are valid, GPS is used to synchronize their hardware.
2. To put forward the scheme of hardware and software of high precision fault recorder. The characteristic of its hardware is the high speed sampling technology adopted for recording transient fault information; the characteristic of its software is the design of the platform used for transient signal analysis and the combined fault location algorithm.
The research results show that the schemes of new type fault locating equipment is very important for safety and economical operation of power system. Fast and accurately locating the fault point can not only restore supply quickly but also improve the reliability and safety of the overall power system and reduce economic loss. The feasibility of this technology advanced in this paper has been proved feasible.
论文围绕新型故障测距装置的研制和开发，系统地展开了全面录取故障信息，精确、可靠的故障测距技术研究工作。
1．提出了准确、可靠的输电线路故障测距技术实现方案。其主要内容是：利用所记录的工频故障信息和阻抗法粗略计算故障位置，再利用所记录的暂态行波电流精确定位故障点，二者通过GPS时间同步单元进行时间同步，从根本上解决输电线路故障测距问题。
2．提出了高精度故障测距装置的软硬件实施方案。硬件方案的主要特点是设计了暂态量采集系统，软件方案的主要特点是设计了暂态信号的分析平台并实现了组合故障测距算法。
研究结果表明：论文所提出的新型故障测距装置方案对于电力系统的安全经济运行是十分重要的.快速精确地确定故障点,不仅可以提供稳定储备,而且可以减少损失。围绕该方案所采用的技术都是经过检验的、是切实可行的。
Fault location equipment is very important for safety and economical operation of power system. Fast and accurately fixing fault points can restore power supply quickly, improve the reliability and safety of the overall power system. It can also reduce the economical loss. So it is very important to study and develop a new type of fault location equipment which can record the whole fault waves.
The paper studied the following aspects: recording fault waveforms and other fault information entirely; performing reliable and accurate fault locating.
1. To put forward a new scheme of fault locating with high accuracy and high reliability. The contents are using fault locating algorithm based on measurement impedance to determine a fault zone of transmission line, then use wavelet transform fault locating algorithm based on current traveling wave to fix the fault position. In order to ensure both results are valid, GPS is used to synchronize their hardware.
2. To put forward the scheme of hardware and software of high precision fault recorder. The characteristic of its hardware is the high speed sampling technology adopted for recording transient fault information; the characteristic of its software is the design of the platform used for transient signal analysis and the combined fault location algorithm.
The research results show that the schemes of new type fault locating equipment is very important for safety and economical operation of power system. Fast and accurately locating the fault point can not only restore supply quickly but also improve the reliability and safety of the overall power system and reduce economic loss. The feasibility of this technology advanced in this paper has been proved feasible.
引文
1 蒋建民.我国电网的发展趋势及电网的技术.东北电力技术，1998.2(1);28-33
2 马长贵.高压电网继电保护原理.北京：高等教育出版社，1992.7
3 Teuvo Kohonen, erkki, 0ja, et at. Engineering Applications of the Self- 0rganizing Map .IEEE Trans.PAS,1996, 84(10): 35-36
4 Thomas frank, Karl-Friedrich Kraiss, Torsten Kuhlen. Comparative Analysis of Fuzzy ART and ART-2A Network Clustering Performance, IEEE Trans. Neural Networks, 1998,9(3): 3-8
5 赵自刚，赵春雷.国产故障路录波器现状分析及新型录波器展望[J].电网技术,1999,23(3):44-46.
6 WGL型故障录波装置用户手册.武汉电力仪表厂，1996.8
7 YS－8型微机故障录波测距装置使用说明书.南京银山电子有限公司，1999.7
8 吴必信,陈冬菊.综述单端故障测距算法(一) .电力自动化设备，1995， 8(3):33-34
9 吴必信,王玉秋.综述单端故障测距算法(二) .电力自动化设备，1995， 9(4):23-25
10 苏进喜.双端数据同步的高压输电线路故障定位研究;[博士学位论文].北京：清华大学电机工程与应用电子技术系，2000.6
11 吴必信.综述单端故障测距算法(三) .电力自动化设备,1996,2(1):15-19
12 葛耀中.小波变换与继电保护技术.继电器，1998，26(4) ：3-7
13 董新洲.小波理论应用于输电线路故障测距的研究.博士学位论文，西安交通大学电气系，1996.8
14 董新洲、葛耀中等.新型输电线路故障测距的研制.电网技术，1998. 1(6) ：22-27
15 全玉生、王晓蓉、杨敏中等，工频双端故障测距算法的鲁棒性问题和新算法研究.电力系统自动化,2000,24(10):28-32
16 Stringfield T W Marichart D J Stevens R F. Fault location method for Overhead lines.AIEE Transactions, 1957, 77(4): 34-38
17 崔锦泰著，程正兴译.小波分析导论.西安交通大学出版社，1995.7
18 任震等.小波分析及其在电力系统中的应用，(一) 、概论，(二) 、理论基础，(三) 、工程技术应用.电力系统自动化，1997，21(1) ，(2) ，(3) ：1-126.
19 Liang Jie,S. Elangovean, Adaptive traveling waves protection alaorithm using two Crrelation funct ions.IEEE trans .On Power Delivery, 1999，14(1) :126-131
20 T. G. B.Ancell, N. C. Pahalawaththa.Maximum likelihood estimation of fault location on transmission lines Using traveling waves. IEEE trans, On power Delivery, 1994,9(2): 660-689
21 电力工业部220-500KV电力系统故障动态记录技术准则，DL／ T553-94
22 电力工业部 故障录波装置基本原理.北京：水利电力出版社，1980.7
23 肖东辉、刘沛、程时杰架空输电线路故障测距方法综述.电力系统自动化, 1993.17(88):46-56
24 24 夏芳、刘沛变电站微机型故障路录波装置设计方案[J]继电器. 2000,28(3): 40-43.
25 25 苏宏勋、曹全喜等.故障录波装置及一种新方案的探析.继电器,1997,25(6):32-33
26 武汉电力仪表厂 PLW型录波屏培训教材.水利电力科学研究所，1996.7
27 武汉电力仪表厂GLQ2型电力系统故障录波器用户手册、使用说明书,1996.7
28 电力工业部..静态继电保护及安全自动装置通用技术条件.能源部，1992.8
29 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.天津;中国电力出版社，1994.8
30 龚建平.高压线路故障测距使用方法.继电器.1993，2(4) ：43-46
31 尚东辉等.架空线路故障测距方法综述.电力系统自动化，1983，4(6) ：52-56
32 李新唐等.一种适用于高阻接地短路的故障测距新算法.自动化设备，2000，20(4) ：16-20
33 A. T. Johns, R .k. Aggarwal and Z. Q. Bo.Non-unit protection technique for EHV transmission system based on fault-generated noise part 1:Singnal Measurement.IEE Proc-Gener, Transm, Distrb, 1994. 14(2)：133-144
34 陈平等.离散小波变换用于输电线路故障暂态行波信号压缩.电力系统自动化，2000，24(4) ：14-19
35 Dong xinzhou, Ge Yaozhong.Fault Position Relay based on Current Travelling Waves and Wavelets.Proceedings of IEEE PES Winter Meeting 2000, Jan.23 2000, Singapore
36 贺家李，葛耀中.超高压输电线路故障分析与继电保护.北京：科学出版社，1987.6
37 高厚磊,厉吉文,文锋等.GPS及其在电力系统中的应用.电力系统自动化,1995,19(9):41-44
38 高厚磊,贺家李,江世芳等.基于GPS的同步采样及在保护与控制中的应用.电网技术,1995,19(7):30-36
39 蔡德礼.高压输电线故障点定位的一种新的计算机方法.重庆大学学报，1982,6(2):1-14
40 周玉江,黄焕琨.探测故障距离的新方法.电力系统自动化，1998,12(5):34-39
41 胡帆,刘沛,程时杰.高压输电线路故障测距算法仿真研究.中国电机工程学报,1995,15(1):67-72
42 徐启峰,魏孝铭.高压输电线路故障测距的负距问题及其修正方法.中国电机工程学报,1989,9(3):41-50
43 徐启峰,魏孝铭.高压输电线故障测距的解方程算法中的零序电流相位修正.电力系统自动化.1990,14(1):33-39
44 张哲,陈德树.高压输电线路故障测距中的伪根问题及其改进方法.中国电机工程学报,1992,12(6):11-17
45 束洪春,高峰,李卫东.利用单端工频量的高压输电线路故障测距衫方法研究.电工技术学报,1998,13(5):9-15
46 王锋,于九祥,别朝红.高阻接地短路的精确测距方法.电力系统自动化，1997,21(2):45-47
47 李志民,陈学允.基于单侧信息的输电线路故障测距新方法.中国电机工程学报,1997,17(6):416-420
48 刘劲,孙场声,罗毅.一种基于时间域的实用单侧电量故障测距方法.电力系统自动化,1994,18(5):52-57
49 毛晓明,刘沛,程时杰.利用单侧电量的高压输电线路故障测距算法研究.电网技术,1998,22(11):15-26
50 林军,林家锋.基于传输线方程的高压输电线路故障测距仪的研究.电网技术,1999,23(9):63-65
51 魏孝铭,凌俊银,张利东等.故障测距方法及现场实测结果分析.电网技术，1994,18(3):49-54
52 苏进喜,罗承沐,解子凤等.基于GPS双端同步采样的输电线路故障定位的研究.清华大学学报.1999,39(9):47-50
53 苏进喜,解子凤,秦荃华等.基于GPS的新型输电线路故障定位装置的研制.电网技术,1999,23(6):19-21
54 葛耀中.新型继电保护与故障测距的原理与技术.西安：西安交通大学出版社，1996.8
55 冯载生.利用零序电流比值分布曲线确定接地故障点的方法.电力系统自动化,1998,12(4):3-8
56 陈铮.高压输电线路故障定位组合解决方案的研究[博士学位论文].北京：清华大学电机工程与应用电子技术系，2002.4
57 梁合庆.变电站综合自动化中的故障路录波装置[A].变电站综合自动化研讨会论文集[C].南京:电力自动化研究院,1995.201-202
58 古金国.故障电源特性研究及其在电网故障定距中的应用; [博士学位论文].北京：清华大学电机工程与应用电子技术系，1999.6
59 孙淑东.电力系统故障录波装置使用中的几个问题[J].继电器.2000,28(3):59~61
60 全玉生，杨敏中，王晓蓉等.高压架空输电线路的故障测距应用.电网技术，2000.24(4):27-33
61 Heydt G T.Application of the windowed FFT to electric power quality assess ment[J].IEEE Trans.onPower Deliverry,1999,14(4):1411-1416
62 Dong Xinzhou, Chen Zheng, He Xuanzhou et al. Optimizing solution of fault location.IEEE PES Summer Meeting 2002, July 2002, Chicago, USA
2 马长贵.高压电网继电保护原理.北京：高等教育出版社，1992.7
3 Teuvo Kohonen, erkki, 0ja, et at. Engineering Applications of the Self- 0rganizing Map .IEEE Trans.PAS,1996, 84(10): 35-36
4 Thomas frank, Karl-Friedrich Kraiss, Torsten Kuhlen. Comparative Analysis of Fuzzy ART and ART-2A Network Clustering Performance, IEEE Trans. Neural Networks, 1998,9(3): 3-8
5 赵自刚，赵春雷.国产故障路录波器现状分析及新型录波器展望[J].电网技术,1999,23(3):44-46.
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10 苏进喜.双端数据同步的高压输电线路故障定位研究;[博士学位论文].北京：清华大学电机工程与应用电子技术系，2000.6
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38 高厚磊,贺家李,江世芳等.基于GPS的同步采样及在保护与控制中的应用.电网技术,1995,19(7):30-36
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45 束洪春,高峰,李卫东.利用单端工频量的高压输电线路故障测距衫方法研究.电工技术学报,1998,13(5):9-15
46 王锋,于九祥,别朝红.高阻接地短路的精确测距方法.电力系统自动化，1997,21(2):45-47
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52 苏进喜,罗承沐,解子凤等.基于GPS双端同步采样的输电线路故障定位的研究.清华大学学报.1999,39(9):47-50
53 苏进喜,解子凤,秦荃华等.基于GPS的新型输电线路故障定位装置的研制.电网技术,1999,23(6):19-21
54 葛耀中.新型继电保护与故障测距的原理与技术.西安：西安交通大学出版社，1996.8
55 冯载生.利用零序电流比值分布曲线确定接地故障点的方法.电力系统自动化,1998,12(4):3-8
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57 梁合庆.变电站综合自动化中的故障路录波装置[A].变电站综合自动化研讨会论文集[C].南京:电力自动化研究院,1995.201-202
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59 孙淑东.电力系统故障录波装置使用中的几个问题[J].继电器.2000,28(3):59~61
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