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輸電線路發(fā)生故障時，準(zhǔn)確的故障測距有助于快速定位故障點(diǎn)，及時排除隱患，提高供電可靠性。傳統(tǒng)阻抗測距法受過渡電阻、分布電容等因素影響，測距精度難以滿足要求；利用故障時暫態(tài)行波的傳播規(guī)律構(gòu)成的行波測距能夠克服傳統(tǒng)阻抗測距法的缺點(diǎn)，測距精度可達(dá)到500m以內(nèi)，為輸電線路的精確故障定位提供了有效手段。

由于行波測距利用了故障時產(chǎn)生的高頻暫態(tài)分量，不可避免地會受到噪聲影響。當(dāng)噪聲干擾較大時，容易造成行波測距頻繁啟動甚至測距結(jié)果錯誤，嚴(yán)重影響行波測距的實(shí)用性。

為了提高行波測距的抗擾能力，廣大學(xué)者對行波特征提取方法進(jìn)行了大量的研究工作，提出了基于整合移動平均自回歸模型的波頭識別算法、基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的濾波算法、基于變分模態(tài)分解（variational mode decomposition, VMD）算法和S變換的故障行波提取法等。

這些方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用效果還有待考察。從已有文獻(xiàn)來看，若想從波形上將噪聲與暫態(tài)行波完全區(qū)分是非常困難的。因此近年來一些學(xué)者提出將傳統(tǒng)工頻保護(hù)與行波測距進(jìn)行融合，研制了保護(hù)與行波測距一體化裝置，為保護(hù)與行波測距的信息交互和深度融合創(chuàng)造了有利條件。

保護(hù)行波測距一體化技術(shù)是指在傳統(tǒng)輸電線路保護(hù)裝置的軟硬件平臺上集成行波測距功能。目前國內(nèi)主流廠家采用的一體化技術(shù)方案如下：

1）共用電流互感器（current transformer, CT）二次回路。行波測距共用原有保護(hù)的CT回路，不增加額外的CT資源，不改變變電站二次回路接線，降低CT二次負(fù)載。

2）增加行波數(shù)字信號處理器（digital signal processor, DSP）插件。在原有保護(hù)裝置的空置槽上增加行波測距用DSP插件，用于行波的采集、存儲和分析，實(shí)現(xiàn)保護(hù)與行波測距的獨(dú)立運(yùn)行。

3）共用站間通信通道。借助原有保護(hù)縱聯(lián)通道硬件設(shè)施，利用保護(hù)通信幀的備用字段實(shí)現(xiàn)兩側(cè)行波測距信息的交換，不增加通道建設(shè)投資。

圖1 保護(hù)與行波測距一體化裝置架構(gòu)

保護(hù)與行波測距一體化裝置架構(gòu)如圖1所示。相比于獨(dú)立行波測距，采用保護(hù)與行波測距一體化技術(shù)不僅可以降低系統(tǒng)復(fù)雜度、減少投資成本，而且有利于保護(hù)信息、行波測距信息的相互融合，為提升行波測距的可靠性提供有效途徑。

傳統(tǒng)線路保護(hù)裝置經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展積累，功能已非常齊全，而且性能穩(wěn)定可靠。通過保護(hù)信息與行波測距信息的交互融合，可以大幅提升傳統(tǒng)變電站獨(dú)立行波測距的可靠性和準(zhǔn)確性。

本文摘編自2021年第8期《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“基于保護(hù)信息的變電站行波測距可靠性提升”，作者為武占國、喬宇峰 等。