GPS故障测距定位雷电定位.doc

北斗在波故障测距、故障定位中的应用 概述 高压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。高压和超高压输电线路往往暴露于不同的环境并分布在广大的地理区域，其穿越地区地形复杂，气候条件多变，恶劣的环境往往容易导致故障的发生，一旦发生故障，巡线工作艰苦、困难，需要花费大量的人力、物力和时间。如果能快速、准确的对故障进行定位，就可以使线路维护人员直接找到故障点并检修，从而大大减轻巡线负担，节省了人力、物力资源，并且快速恢复送电，使由故障引起的损失减少到最低限度。另外，对输电线路的准确故障定位还可以及时发现因瞬时故障而造成的线路设备隐患，并及早采取防范措施，提高电力系统运行的可靠性，减少因停电而造成的综合损失。 二、故障测距法 1、常用故障测距方法 目前故障测距方法主要有3种: 故障分析法、阻抗法、行波法。 a、故障分析法：根据故障时电压、电流录波图估算故障距离。 b、阻抗法：通过测量阻抗来计算故障距离。 阻抗测距原理，根据在母线处测量到的阻抗（电抗）值计算故障距离 Zm = Vm/Im = Rm+jLm = x.R0+x.L0 x-故障距离 R0,L0-单位长度电阻、电抗值 c、行波法： （1）通过测量电压、电流行波在线路上传播的时间，计算故障距离。 （2）行波在输电线路上传播的速度固定(约为光速的98％)，因此，当精确测量到故障点的行波到达母线的时间长度就可以确定线路故障发生点的位置。 2、各自优缺点 （1）采用故障分析法和阻抗法的测距由于对故障时的各种电气量有很强的依耐性，因此不可避免的造成测距误差大，并受多种因素影响，包括：故障点弧光电阻电源阻抗电压、电流互感器变换误差、线路不对称（换位）影响、长线分布电容、线路走廊地形变化，引起零序参数变化等。 （2）故障分析法、阻抗法适用性差，不宜用于以下线路：直流输电线路、带串补电容线路、T 接线、部分同杆架设双回线。 （3）测量行波在母线与故障点之间的传播时间来测定线路故障距离（时间X 速度），测距精度高，适用范围广。 3、行波测距法： 目前，行波测距的具体方法主要有三种：单端法、双端法、重合闸信号法，三者有各自的应用范围和优缺点。 单端法优点：只需要在线路一端安装装置，投资少；缺点：波形分析困难，可靠性差。 双端法优点：可靠性高，测距准确；缺点：需要在线路两端安装装置及通信配合。 利用重合闸信号的方法适用于测量永久短路及断线故障。 实际应用中，三种方法配合使用，确保测距可靠性及精度。 伴随着GPS、北斗定位导航卫星系统高精度授时功能的出现及通信技术的发展，行波故障测距法呈现出简单、可靠、易于实现、实用性广的特点。今年来北斗同步始终的出现，给予双端行波测距法一勃勃生机。， 3、双端行波测距原理 输电线路发生故障时，故障点将产生向线路两端以光速传播的行波，在同一时间基准下记录两端首次接收到行波浪涌的时刻，就能计算出故障点的位置，这就是双端行波测距的基本原理。设故障时刻为TX,故障点到A 站的距离为XA，到B站的距离为XB。设A、B 两站的距离为L，行波浪涌首次到达A、B 两站的时刻分别为TA 和TB，行波在线路中传播速度为V，其中A、B 站间距离L、行波速度V及时刻TA和TB为已知，则有： XA+XB=L (1) XA=(TA- TX)×V (2) XB=(TB- TX)×V (3) 解上述方程便可以得到计算出故障时刻TX 及故障点与A、B 站的距离： 双端行波测距的关键在于故障点两侧场站的时间同步，但完全同步是很难做到的，通常各时钟之间会有一个误差。GPS 同步时钟的对时精度可达到1μs, 对应行波的传播速度，1μs 的对时精度可保证故障测距的误差在300 米以内。因此，配备GPS 同步时钟的电力线路的双端行波测距的测距精度和可靠性明显优于其它方法，它可以帮助工作人员迅速找到故障点并加以排除，保障电力系统的安全、稳定运行。 北斗系统具有精密授时功能提供了新的技术保证，其精度远远超过传统授时方式，必将成为电力体系主要的授时方式，也为电力体系的发张奠定坚实的基础。 系列产品： 电力卫星时钟系列：VC-7800电力系统卫星同步主时钟 VC-7810电力系统卫星同步时钟 VC-7850电力系统同步时钟 VC-7850-K电力系统同步扩展时钟 授时型接收机：BD-7700北斗授时型接收模块 BD-7702北斗GPS授时型接收模块 BD-7760北斗授时型接收模块 类似系统设置 XC-2000系统故障测距构成 XC-2000现代行波故障测距系统包括行波采集与处理系统、行波综合分析系统、远程维护系统以及公共电话网等4部分, 如图1所示。 行波采集与处理系统安装在厂