110kV輸電線路分布式故障診斷系統

    110kV及以上輸電線路通常架設在野外、地處山區、丘陵、江河等多種惡劣地理環境，其在運行過程中經常會遇到雷電、覆冰、強風等復雜的氣象條件，容易引發跳閘事故。輸電線路故障以閃絡等瞬時性故障為主，占90%-95%，這類故障造成的局部絕緣損傷一般沒有明顯的燒傷痕跡，這不僅給故障點的排查帶來困難，而且將成為繼發性故障的隱患，并且多數故障在風雪、雷電等惡劣天氣中發生，這給故障點的查找帶來了很大的困難。因此快速準確地判斷故障點和及時修復故障線路，是電力運行維護的一項重要工作。

    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間成正比的這一基本性質，不受線路參數的影響而實現準確故障定位，但是行波測距法也存在自身的局限性：

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

2）對于較長的輸電線路，行波傳播速度受到地理環境、導線參數等影響，故障定位可靠度低；

本產品采用將傳統的故障定位裝置由變電站二次側搬移至線路上，利用Rogowski線圈直接獲取故障電流行波，并通過多個故障電流行波檢測點協同分析，最終得到故障點位置。

2、工作原理

    相對于傳統的行波測距理論，分布式故障測距方法嘗試將測距裝置從變電站轉移至輸電線路上，整個系統由沿線安裝在高壓輸電線路上的若干組(每組3個，對應ABC三相)故障檢測裝置、無線通信模塊及遠程監控主站組成如下圖所示。故障電流檢測裝置用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暫態電流行波，通過無線通信網絡將3個檢測裝置的數據通過GPRS/CDMA/GSM遠程無線通信網絡將處理結果傳至監控主站；遠程監控主站通過融合分析各測點電流行波及其折反射波特征參量時空變化信息、線路實時狀態參量、檢測點安裝位置、線路長度等信息，計算出故障點的準確位置。

3、主要功能

1）適用范圍

Ø  本系統適用于66kV及以上電壓級別交流輸電線路的分布式故障監測與診斷。

2）系統功能

Ø  故障定位：根據行波定位法，確定準確故障點位置。

Ø  故障辨識：根據行波電流波形，系統識別雷擊故障和非雷擊故障；對于雷擊故障，根據行波電流的波形差異，辨識出雷擊反擊故障和雷擊繞擊故障。

3）故障告警

Ø  故障發生后，系統將診斷結果以短信、WEB發布等多種方式提供給運維人員，實現故障告警。

4）系統構成

Ø  本系統由分布式故障診斷裝置、后臺系統和用戶系統組成，用戶通過瀏覽器使用WEB的方式登錄到后臺系統中，查看監測數據。分布式故障診斷裝置和后臺系統通過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三相各安裝一個裝置）。分布式故障診斷裝置主要實現以下功能：

① 故障波形采集：對輸電線路的故障行波信號和工頻故障信號進行高速循環采樣；

② 數據通信功能：通過GPRS網絡傳輸采集波形、工況信息；接收遠程參數和控制命令

③ 遠程升級功能：可以通過服務器下發升級軟件，實現現場裝置的軟件在線升級功能；