110kV输电线路分布式故障诊断系统

    110kV及以上输电线路通常架设在野外、地处山区、丘陵、江河等多种恶劣地理环境，其在运行过程中经常会遇到雷电、覆冰、强风等复杂的气象条件，容易引发跳闸事故。输电线路故障以闪络等瞬时性故障为主，占90%-95%，这类故障造成的局部绝缘损伤一般没有明显的烧伤痕迹，这不仅给故障点的排查带来困难，而且将成为继发性故障的隐患，并且多数故障在风雪、雷电等恶劣天气中发生，这给故障点的查找带来了很大的困难。因此快速准确地判断故障点和及时修复故障线路，是电力运行维护的一项重要工作。

    行波法就是利用行波的传播距离在波速一定的情况下与传播时间成正比的这一基本性质，不受线路参数的影响而实现准确故障定位，但是行波测距法也存在自身的局限性：

1）传统电磁式CT由于存在饱和等问题，高频特性较差，不利于行波波头检测，影响定位精度；

2）对于较长的输电线路，行波传播速度受到地理环境、导线参数等影响，故障定位可靠度低；

本产品采用将传统的故障定位装置由变电站二次侧搬移至线路上，利用Rogowski线圈直接获取故障电流行波，并通过多个故障电流行波检测点协同分析，最终得到故障点位置。

2、工作原理

    相对于传统的行波测距理论，分布式故障测距方法尝试将测距装置从变电站转移至输电线路上，整个系统由沿线安装在高压输电线路上的若干组(每组3个，对应ABC三相)故障检测装置、无线通信模块及远程监控主站组成如下图所示。故障电流检测装置用CT取电+备份电池组合供电的方式为装置供电，并采用宽带罗氏线圈提取故障时暂态电流行波，通过无线通信网络将3个检测装置的数据通过GPRS/CDMA/GSM远程无线通信网络将处理结果传至监控主站；远程监控主站通过融合分析各测点电流行波及其折反射波特征参量时空变化信息、线路实时状态参量、检测点安装位置、线路长度等信息，计算出故障点的准确位置。

3、主要功能

1）适用范围

Ø  本系统适用于66kV及以上电压级别交流输电线路的分布式故障监测与诊断。

2）系统功能

Ø  故障定位：根据行波定位法，确定准确故障点位置。

Ø  故障辨识：根据行波电流波形，系统识别雷击故障和非雷击故障；对于雷击故障，根据行波电流的波形差异，辨识出雷击反击故障和雷击绕击故障。

3）故障告警

Ø  故障发生后，系统将诊断结果以短信、WEB发布等多种方式提供给运维人员，实现故障告警。

4）系统构成

Ø  本系统由分布式故障诊断装置、后台系统和用户系统组成，用户通过浏览器使用WEB的方式登录到后台系统中，查看监测数据。分布式故障诊断装置和后台系统通过GPRS连接。

Ø  分布式故障诊断装置：分布式故障诊断装置分布安装在输电线路导线上，一般每间隔20～30公里安装一组分布式故障诊断装置（A、B、C三相各安装一个装置）。分布式故障诊断装置主要实现以下功能：

① 故障波形采集：对输电线路的故障行波信号和工频故障信号进行高速循环采样；

② 数据通信功能：通过GPRS网络传输采集波形、工况信息；接收远程参数和控制命令

③ 远程升级功能：可以通过服务器下发升级软件，实现现场装置的软件在线升级功能；