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[摘 要]随着用电量不断增加，高压输电线路承担的输送任务是越来越重，自然增大了高压输电线发生故障的几率。一旦出现故障就会影响输电线路正常供电，给人们生活用电带来影响。在这种形势下，探究现代行波测距技术优越性及应用具有实用价值。本文阐述了行波测距技术的工作原理及优越性，对应用在高压输电线路上进行探究。
[关键词]现代行波测距技术；高压输电线路；优越性
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0389-02
[Abstract]As consumption continues to increase， the high voltage transmission line is responsible for more and more heavy， the increase in natural high voltage transmission line failure probability. Once the failure of power transmission line， will affect the normal power supply， and the influence to people's life. In this case， to explore the advantages and application of modern travelling wave based fault location technology has practical value. This paper describes the working principle and technology advantage of traveling wave fault location， to explore the application of high voltage transmission line.
[Key words]modern travelling wave distance measuring technology ；high voltage transmission line； superiority
1 前言
如今远距离输电规模在不断扩大，尤其在夏季大风、雷雨等各种恶劣天气，引发出各种安全问题。当高压输电线路出现故障，必然影响人们用电需求，引发许多不便。必须要对故障准确、快速的定位，及时查明绝缘隐患并采取措施，这样才能确保供电的可靠性，降低因故障所造成的损失。因此，探究高压输电线路中应用现代行波测距技术具有现实意义。
2 现代行波测距技术工作原理及优越性
输电线路中行波就是沿着线路传播的电流电压波。沿着参考方向（人为规定）传递的行波就为前行波或者正向行波，而其反方向的即为反行波或者反向行波。在探究应用现代行波测距技术前，首先要了解该技术的工作原理及优越性。只有在了解了相关知识前提下分析应用，才具有实用价值。
2.1 行波测距技术工作原理
1）行波测距技术结构：在高压输电线路中的故障测距系统都是由一个或者多个测距主站以及多个测距终端共同组成，实现行波信号转换以及对故障进行检测及判断，对故障数据进行采样、储存以及加时标，将故障数据传输到了测距主站，同时分析及处理故障数据，显示及保存定位结果，并将相关数据及波形进行打印等各种功能。测距系统的结构如下图所示：
2）工作原理；当高压输电线路上发生故障，故障点就能够产生行波朝着线路的两端传播，产生暂态故障波形，这种波形传播速度比较快，也不受线路负荷、参数等各种因素影响。只需要精确测出线路两端到行波传送到线路两端所花费时间，之后再经过简单数学计算（距离=速度*时间）就能够获得故障距离。假如采取相关方法能够在线路的两端测量出精确数据，即为行波传送到线路两端所花费时间，再使用简单数学计算就能够获得故障距离，根据这个原理就制成了行波测距装置。行波分析方法大致能够划分成成双端法以及单端法，高压输电线路中的一般性故障，采用单端法测距需要注意的一点就是准确求出时间差Δt（行波第一次传送到测量端以及从故障点返回到测量端口的时间），同时还要提取出出现故障的行波分量。
2.2 现代行波测距技术的优越性
和传统由电压及电流共同组成的阻抗法测距相比较，行波测距技术具有自己的优越性，主要体现在以下几个方面：
1）精度高。該技术运用了GPS（全球定位系统）同步时间单元，所测出的精度比较高，而且误差也比较小，能够控制在500m范围之内。在各种测量故障点距离的方法中，都存在一定的测量范围，而行波测距技术能够将范围控制在500m之内，极大的确保了测距的精度。
2）适用性比较强。在测定电流行波之时使用了现场所配置CT设备，无须使用附加的比较昂贵的设备进行行波信号采集，因此适用性比较强。而且这种设备携带比较方便，适合在山野之间使用。传统测量方法中所使用一些测量设备，不但价格昂贵，而且比较笨重。
3）使用方便。测距主站能够设定与修改测距终端中的各种启动定值，还能够将测距终端数据以及文件调取出来，通过测距主站能够登录与控制其他的测距主站。采取这种方式能够将所需要的数据直接显示出来，也不再像传统方法需要进行单项测量。
4）可靠性好。采取行波测距技术能够准确的测定出故障距离，将数值控制在一个极小的范围之内（一般不超过500米）。工作人员只需要在范围内进行详细排查即可。而且确保了设备正常使用，这种方法根本不存在虚假情况，其可靠性非常好。
3 现代行波测距技术在高压输电线路中的应用
3.1 分析方法
一旦输电线路中发生了故障， 对于高压输电线路中的高阻故障来说，采用单端法测距主要是要能够准确获得行波第一次传送至测量端，以及对端母线将行波反射到测量端所花费时间差为Δt。如图2所示。 通过时间差就能够得到单端法测距，假设线路的长度是L，波速为V，故障的初始行波和故障点反射波传送至母线时间分别是t1，t2。 Δt=t1-t2。那么故障距离Ld的计算公式为Ld =1/2VΔt 。
而双端法测量行波测距主要就是记录电流或者电压上的行波传送至线路两端所花费时间，如图3所示。
假设故障初始行波的波头传送到S、R两侧母线所用时间为t1与t2，如上图3所示。线路两端测距装置将故障行波波头传送到两侧母线花费时间记录下来，计算故障距离公式为
Xs=1/2[L +（t1 -t2）V]，XR=1/2[L -（t1 -t2）V].
3.2 高压输电线路中应用行波测距技术实例
为了研究高压线中应用行波测距技术，本文就以茂名某高压输电线路为例进行分析。茂名变电站和玉林站间有两条线，即为茂玉I线与茂玉II线，两线共同形成了一个双端测距系统，而且每一个站都向外形成了一个单端测距系统。在2014年9月茂玉II线发生了一次故障，通过测量得出了Δt=9.4*10-5s 因V行波传送速度和光速比较相似，就选用了光速光速=299792458米/秒，依据计算公式为Ld =1/2VΔt=140.901KM，而通过行波测距设备测定出的报文如下图所示：
从上面计算数据与故障信息数据比较来看，相差范围并不大，其范围控制在300米内。由此可见采用行波测距技术能够获得精确度高、可靠性好的故障测距，有效节省了工作人员寻找线路故障所花费的时间。降低了恢复供电时间，提高供电的可靠性，同时确保了正常供电。
从各种情况来看，在高压输电线路中应用行波测距技术，能够提升测距的精度和可靠性，同时还节省了操作人员查找故障点花费的时间。因此，如今行波测距技术被高压输电线路中广泛应用。而且随着超高速数据的采集系统及光电互感器等各种技术的发展，行波测距技术具有光明的前景。
参考文献
[1]全玉生，杨敏中等. 高压架空输电线路的故障测距方法[J].电网技术，2010（4） .
[2]董新洲，葛耀中等.輸电线路行波保护的现状与展望[J].电力系统自动化， 2011（10）.
[3]董新洲. 小波理论应用于输电线路故障测距研究[D].西安： 西安交通大学，2009.
[4]陈青.全球卫星定位系统（ GPS）在电力系统中的应用[J].山东电力技术， 2011（3） .
[5]陈平，牛燕雄，徐丙垠等，现代行波故障测距系统的研制[J].电力系统及其自动化，2013（12）.
[6]束洪春.基于分布参数线路模型的架空电力线路故障测距方法的研究[D].哈尔滨工业大学电力系，2009.
[关键词]现代行波测距技术；高压输电线路；优越性
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0389-02
[Abstract]As consumption continues to increase， the high voltage transmission line is responsible for more and more heavy， the increase in natural high voltage transmission line failure probability. Once the failure of power transmission line， will affect the normal power supply， and the influence to people's life. In this case， to explore the advantages and application of modern travelling wave based fault location technology has practical value. This paper describes the working principle and technology advantage of traveling wave fault location， to explore the application of high voltage transmission line.
[Key words]modern travelling wave distance measuring technology ；high voltage transmission line； superiority
1 前言
如今远距离输电规模在不断扩大，尤其在夏季大风、雷雨等各种恶劣天气，引发出各种安全问题。当高压输电线路出现故障，必然影响人们用电需求，引发许多不便。必须要对故障准确、快速的定位，及时查明绝缘隐患并采取措施，这样才能确保供电的可靠性，降低因故障所造成的损失。因此，探究高压输电线路中应用现代行波测距技术具有现实意义。
2 现代行波测距技术工作原理及优越性
输电线路中行波就是沿着线路传播的电流电压波。沿着参考方向（人为规定）传递的行波就为前行波或者正向行波，而其反方向的即为反行波或者反向行波。在探究应用现代行波测距技术前，首先要了解该技术的工作原理及优越性。只有在了解了相关知识前提下分析应用，才具有实用价值。
2.1 行波测距技术工作原理
1）行波测距技术结构：在高压输电线路中的故障测距系统都是由一个或者多个测距主站以及多个测距终端共同组成，实现行波信号转换以及对故障进行检测及判断，对故障数据进行采样、储存以及加时标，将故障数据传输到了测距主站，同时分析及处理故障数据，显示及保存定位结果，并将相关数据及波形进行打印等各种功能。测距系统的结构如下图所示：
2）工作原理；当高压输电线路上发生故障，故障点就能够产生行波朝着线路的两端传播，产生暂态故障波形，这种波形传播速度比较快，也不受线路负荷、参数等各种因素影响。只需要精确测出线路两端到行波传送到线路两端所花费时间，之后再经过简单数学计算（距离=速度*时间）就能够获得故障距离。假如采取相关方法能够在线路的两端测量出精确数据，即为行波传送到线路两端所花费时间，再使用简单数学计算就能够获得故障距离，根据这个原理就制成了行波测距装置。行波分析方法大致能够划分成成双端法以及单端法，高压输电线路中的一般性故障，采用单端法测距需要注意的一点就是准确求出时间差Δt（行波第一次传送到测量端以及从故障点返回到测量端口的时间），同时还要提取出出现故障的行波分量。
2.2 现代行波测距技术的优越性
和传统由电压及电流共同组成的阻抗法测距相比较，行波测距技术具有自己的优越性，主要体现在以下几个方面：
1）精度高。該技术运用了GPS（全球定位系统）同步时间单元，所测出的精度比较高，而且误差也比较小，能够控制在500m范围之内。在各种测量故障点距离的方法中，都存在一定的测量范围，而行波测距技术能够将范围控制在500m之内，极大的确保了测距的精度。
2）适用性比较强。在测定电流行波之时使用了现场所配置CT设备，无须使用附加的比较昂贵的设备进行行波信号采集，因此适用性比较强。而且这种设备携带比较方便，适合在山野之间使用。传统测量方法中所使用一些测量设备，不但价格昂贵，而且比较笨重。
3）使用方便。测距主站能够设定与修改测距终端中的各种启动定值，还能够将测距终端数据以及文件调取出来，通过测距主站能够登录与控制其他的测距主站。采取这种方式能够将所需要的数据直接显示出来，也不再像传统方法需要进行单项测量。
4）可靠性好。采取行波测距技术能够准确的测定出故障距离，将数值控制在一个极小的范围之内（一般不超过500米）。工作人员只需要在范围内进行详细排查即可。而且确保了设备正常使用，这种方法根本不存在虚假情况，其可靠性非常好。
3 现代行波测距技术在高压输电线路中的应用
3.1 分析方法
一旦输电线路中发生了故障， 对于高压输电线路中的高阻故障来说，采用单端法测距主要是要能够准确获得行波第一次传送至测量端，以及对端母线将行波反射到测量端所花费时间差为Δt。如图2所示。 通过时间差就能够得到单端法测距，假设线路的长度是L，波速为V，故障的初始行波和故障点反射波传送至母线时间分别是t1，t2。 Δt=t1-t2。那么故障距离Ld的计算公式为Ld =1/2VΔt 。
而双端法测量行波测距主要就是记录电流或者电压上的行波传送至线路两端所花费时间，如图3所示。
假设故障初始行波的波头传送到S、R两侧母线所用时间为t1与t2，如上图3所示。线路两端测距装置将故障行波波头传送到两侧母线花费时间记录下来，计算故障距离公式为
Xs=1/2[L +（t1 -t2）V]，XR=1/2[L -（t1 -t2）V].
3.2 高压输电线路中应用行波测距技术实例
为了研究高压线中应用行波测距技术，本文就以茂名某高压输电线路为例进行分析。茂名变电站和玉林站间有两条线，即为茂玉I线与茂玉II线，两线共同形成了一个双端测距系统，而且每一个站都向外形成了一个单端测距系统。在2014年9月茂玉II线发生了一次故障，通过测量得出了Δt=9.4*10-5s 因V行波传送速度和光速比较相似，就选用了光速光速=299792458米/秒，依据计算公式为Ld =1/2VΔt=140.901KM，而通过行波测距设备测定出的报文如下图所示：
从上面计算数据与故障信息数据比较来看，相差范围并不大，其范围控制在300米内。由此可见采用行波测距技术能够获得精确度高、可靠性好的故障测距，有效节省了工作人员寻找线路故障所花费的时间。降低了恢复供电时间，提高供电的可靠性，同时确保了正常供电。
从各种情况来看，在高压输电线路中应用行波测距技术，能够提升测距的精度和可靠性，同时还节省了操作人员查找故障点花费的时间。因此，如今行波测距技术被高压输电线路中广泛应用。而且随着超高速数据的采集系统及光电互感器等各种技术的发展，行波测距技术具有光明的前景。
参考文献
[1]全玉生，杨敏中等. 高压架空输电线路的故障测距方法[J].电网技术，2010（4） .
[2]董新洲，葛耀中等.輸电线路行波保护的现状与展望[J].电力系统自动化， 2011（10）.
[3]董新洲. 小波理论应用于输电线路故障测距研究[D].西安： 西安交通大学，2009.
[4]陈青.全球卫星定位系统（ GPS）在电力系统中的应用[J].山东电力技术， 2011（3） .
[5]陈平，牛燕雄，徐丙垠等，现代行波故障测距系统的研制[J].电力系统及其自动化，2013（12）.
[6]束洪春.基于分布参数线路模型的架空电力线路故障测距方法的研究[D].哈尔滨工业大学电力系，2009.