110kV輸電線路分布式故障診斷系統(tǒng)

    110kV及以上輸電線路通常架設(shè)在野外、地處山區(qū)、丘陵、江河等多種惡劣地理環(huán)境，其在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到雷電、覆冰、強(qiáng)風(fēng)等復(fù)雜的氣象條件，容易引發(fā)跳閘事故。輸電線路故障以閃絡(luò)等瞬時(shí)性故障為主，占90%-95%，這類(lèi)故障造成的局部絕緣損傷一般沒(méi)有明顯的燒傷痕跡，這不僅給故障點(diǎn)的排查帶來(lái)困難，而且將成為繼發(fā)性故障的隱患，并且多數(shù)故障在風(fēng)雪、雷電等惡劣天氣中發(fā)生，這給故障點(diǎn)的查找?guī)?lái)了很大的困難。因此快速準(zhǔn)確地判斷故障點(diǎn)和及時(shí)修復(fù)故障線路，是電力運(yùn)行維護(hù)的一項(xiàng)重要工作。

    行波法就是利用行波的傳播距離在波速一定的情況下與傳播時(shí)間成正比的這一基本性質(zhì)，不受線路參數(shù)的影響而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確故障定位，但是行波測(cè)距法也存在自身的局限性：

1）傳統(tǒng)電磁式CT由于存在飽和等問(wèn)題，高頻特性較差，不利于行波波頭檢測(cè)，影響定位精度；

2）對(duì)于較長(zhǎng)的輸電線路，行波傳播速度受到地理環(huán)境、導(dǎo)線參數(shù)等影響，故障定位可靠度低；

本產(chǎn)品采用將傳統(tǒng)的故障定位裝置由變電站二次側(cè)搬移至線路上，利用Rogowski線圈直接獲取故障電流行波，并通過(guò)多個(gè)故障電流行波檢測(cè)點(diǎn)協(xié)同分析，最終得到故障點(diǎn)位置。

2、工作原理

    相對(duì)于傳統(tǒng)的行波測(cè)距理論，分布式故障測(cè)距方法嘗試將測(cè)距裝置從變電站轉(zhuǎn)移至輸電線路上，整個(gè)系統(tǒng)由沿線安裝在高壓輸電線路上的若干組(每組3個(gè)，對(duì)應(yīng)ABC三相)故障檢測(cè)裝置、無(wú)線通信模塊及遠(yuǎn)程監(jiān)控主站組成如下圖所示。故障電流檢測(cè)裝置用CT取電+備份電池組合供電的方式為裝置供電，并采用寬帶羅氏線圈提取故障時(shí)暫態(tài)電流行波，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將3個(gè)檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS/CDMA/GSM遠(yuǎn)程無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將處理結(jié)果傳至監(jiān)控主站；遠(yuǎn)程監(jiān)控主站通過(guò)融合分析各測(cè)點(diǎn)電流行波及其折反射波特征參量時(shí)空變化信息、線路實(shí)時(shí)狀態(tài)參量、檢測(cè)點(diǎn)安裝位置、線路長(zhǎng)度等信息，計(jì)算出故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。

3、主要功能

1）適用范圍

Ø  本系統(tǒng)適用于66kV及以上電壓級(jí)別交流輸電線路的分布式故障監(jiān)測(cè)與診斷。

2）系統(tǒng)功能

Ø  故障定位：根據(jù)行波定位法，確定準(zhǔn)確故障點(diǎn)位置。

Ø  故障辨識(shí)：根據(jù)行波電流波形，系統(tǒng)識(shí)別雷擊故障和非雷擊故障；對(duì)于雷擊故障，根據(jù)行波電流的波形差異，辨識(shí)出雷擊反擊故障和雷擊繞擊故障。

3）故障告警

Ø  故障發(fā)生后，系統(tǒng)將診斷結(jié)果以短信、WEB發(fā)布等多種方式提供給運(yùn)維人員，實(shí)現(xiàn)故障告警。

4）系統(tǒng)構(gòu)成

Ø  本系統(tǒng)由分布式故障診斷裝置、后臺(tái)系統(tǒng)和用戶系統(tǒng)組成，用戶通過(guò)瀏覽器使用WEB的方式登錄到后臺(tái)系統(tǒng)中，查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。分布式故障診斷裝置和后臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)GPRS連接。

Ø  分布式故障診斷裝置：分布式故障診斷裝置分布安裝在輸電線路導(dǎo)線上，一般每間隔20～30公里安裝一組分布式故障診斷裝置（A、B、C三相各安裝一個(gè)裝置）。分布式故障診斷裝置主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

① 故障波形采集：對(duì)輸電線路的故障行波信號(hào)和工頻故障信號(hào)進(jìn)行高速循環(huán)采樣；

② 數(shù)據(jù)通信功能：通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸采集波形、工況信息；接收遠(yuǎn)程參數(shù)和控制命令

③ 遠(yuǎn)程升級(jí)功能：可以通過(guò)服務(wù)器下發(fā)升級(jí)軟件，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)裝置的軟件在線升級(jí)功能；