宽频带暂态记录分析及故障精确定位系统研究

刘宏伟，马 伟，袁 强，李业锋，田玉芳

(国网枣庄供电公司, 山东 枣庄 277000)

基金项目：国网山东省电力公司科技项目

作者简介：刘宏伟(1969—)，男，高级工程师，硕士，主要研究方向为电气工程及其自动化，y632274@126.com.

通讯作者：马伟,男，高级工程师，mwei7807@126.com.

摘要：研制了一种宽频带暂态记录分析及故障精确定位系统。系统主要由宽频带采集单元、开关量采集单元、对时单元、管理单元和人机显示单元组成。在软件上通过分析采集的宽频模拟量，研究出一种结合行波法与阻抗法的综合测距算法，精度高，抗干扰能力强；同时提出一种高速压缩存储单元，可以满足高速采样对数据存储的需求。最后通过测试证明了系统的高精度与可靠性。

关键词：宽频带；故障精确定位；综合测距；高速压缩

中图分类号：TP23；TM93   文献标识码：A   文章编号：2095-509X(2020)12-0032-05

随着我国经济的快速发展，生产生活对电力的依赖程度逐渐增加。电力系统一旦发生故障引发停电，往往会造成较为严重的损失。尤其是在高电压等级及长距离传输系统中，由于故障引发的停电事件造成的经济损失巨大。

目前电力系统动态记录装置得以广泛使用，在我国电力系统故障结果分析与故障原因定位方面发挥了重要作用，故障录波数据已成为电力系统故障分析和保护动作判断的不可或缺的资料^［1-3］。当电力系统发生故障时，电力工作人员可以通过故障录波监测装置的故障分析结果实现故障原因快速分析定位，有利于快速排除故障。但故障录波监测装置采样率一般在10 kHz以下，在谐波分析方面一般仅具备25次及以下谐波的分析能力，不具备高频行波的采集能力，这就导致故障录波监测装置在电力系统分析中存在以下几点不足：不具备高频谐波的记录能力，当电力系统发生故障时，无法监测、记录、分析电力系统电气量的高频部分，造成无法对电力系统故障进行全方位的分析；不具备电力行波的采集能力，导致无法进行行波法测距分析，在测距精度方面存在劣势。

开展宽频带暂态记录分析及故障精确定位系统的研究对发展、提高电力系统分析技术有至关重要的作用,为此本文研制了一种宽频带暂态记录分析及故障精确定位系统。

1 系统设计

1.1 系统设计指标

宽频带暂态记录分析及故障精确定位系统是在传统电力系统动态记录装置基础上集成高频信号采集功能，从而实现宽频带暂态记录分析及故障精确定位功能，同时达到降低变电站投资成本、提高输电线路行波测距功能覆盖率的目的。

本系统主要设计目标：

1)在传统电力系统动态记录装置故障测距高可靠性的基础上，显著提高测距精度，输电线路长度在300 km以下，发生故障时双端测距平均误差不大于500 m；输电线路长度在300 km及以上，发生故障时双端测距平均误差不大于1 000 m。

2)系统具备50次及以下谐波的分析能力，当电力系统发生故障时，可监测、记录、分析电力系统电气量的高频部分。

3)具备传统电力系统动态记录装置所有功能，满足《DL—T 553—2013 电力系统动态记录装置通用技术条件》相关要求。