（电气工程专业论文）时差型电网故障行波定位与广域行波保护方法研究.pdf

r e s e a r c ho ft r a v e l i n gw a v et i m ed i f f e r e n c eb a s e dp o w en e t w o r kf a u l t l o c a t i o na n dw i d e - a r e at r a v e l i n gw a v ep r o t e c t i o nm e t h o d l iz e w e n b e ( h u n a nu n i v e r s i t y ) 1 9 9 8 m s ( h u n a nu n i v e r s i t y ) 2 0 0 4 ad i s s e r t a t i o ns u b m i a e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo f d o c t o ro fe n g i n e e r i n g l n e l e c t r i ce n g i n e e r i n g i n t h e g r a d u a t es c h o o l o f h u n a nu n i v e r s i t y s u p e r v i s o r p r o f e s s o ry a oj i a n g a n ga n dz e n gx i a n g j u n s e p t e m b e r , 2 0 1 0 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。 作者签名：彦每f 寺孓 日期：矽，年月i ，日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 、 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“ ) 作者签名：李；，章乒 导师签名：八之锫1 日期：沙，年月占日 日期：扣1 年弓月旷日 博士学位论文 摘要 随着电力系统容量的不断扩大、电压等级的不断升高和电网的日益复杂，电 力系统对故障定位的准确性和继电保护的速动性提出了更高的要求，基于单条线 路行波信息的故障定位与保护方法已经无法满足电网运行的要求。基于整个电网 初始行波信息的故障行波定位与保护方法具有较强的容错能力，可以采用包含故 障线路在内的任意故障路径来进行故障定位，并可利用电网内所有初始行波的极 性和到达时间来进行线路保护，能有效提高行波保护动作的可靠性和准确性，增 强行波定位的可靠性、准确性和适应能力。 本文围绕行波定位与行波保护目前存在的问题，对行波的提取、检测等关键 技术进行了深入研究；并对电网故障行波传播与定位网络进行了深入分析；在此 基础上对基于整个电网故障行波信息的电网故障行波定位与保护技术进行了深入 研究；最终形成了一系列具有知识产权的行波提取、检测、定位与保护技术。论 文的主要研究内容和创新如下： ( 1 ) 从单相变压器的分布参数模型出发，深入研究了电压互感器的暂态行波 传变特性，进而提出了从电压互感器二次侧直接提取、利用专用行波传感器从c v t 接地线和变压器外壳接地线上提取、利用p c b 行波传感器从互感器二次侧提取等 故障电压行波信号的提取方法，为电压行波波头的获取提供了多种可行的选择方 式，为电网故障行波定位技术与广域行波保护技术的研究打下了坚实的技术基础。 ( 2 ) 在分析时钟误差的基础上，根据g p s 同步时钟的随机误差和高精度晶振 的累计误差互补的特点，提出了一种根据数字锁相原理产生高精度同步秒时钟的 新方法。该方法根据数字锁相原理，通过测量g p s 秒脉冲与晶振秒时钟间的相位差 来控制晶振秒时钟的分频系数，实时消除晶振秒时钟的累计误差，从而产生高精 度同步秒时钟。试验测试结果表明该高精度同步秒时钟的稳定性和同步性好，时 间准确度高。 ( 3 ) 系统地分析了故障行波在整个输电网中的传播特性、影响行波在电网中 传播的主要因素，进而构建了行波定位网络，并用电网拓扑结构图予以表示；首 次提出了基于初始行波传播路径的电网拓扑结构图的网络简化方法，结合f l o y d 算法与网络中各节点记录的故障初始行波到达时间，根据网络结构与故障点位置 动态剔除行波传输的无效路径，将复杂环网简化成辐射型网络，该辐射型网络即 为初始行波的传输路径网络；该网络简化方法使电网故障行波定位技术的实现成 为了可能。 ( 4 ) 首次提出了一种通过利用整个电网中所有初始行波到达时间和线路长度 时差型电网故障行波定位与广域行波保护方法研究 来辨别有效初始行波时间，并根据所有有效初始行波时间来进行综合故障定位的 电网故障行波定位方法；在此基础上，研究了行波检测装置的优化配置方法，提 出了优化配置原则和基于模拟退火算法的优化方法；仿真分析、试验测试和实际 运行结果表明电网故障行波定位方法可以在故障线路端定位装置故障、启动失灵 或记录错误时间后仍能可靠定位，而适当的优化配置可以在不影响定位可靠性和 准确性的前提下减少定位装置的布点，从而有效节省投资。 ( 5 ) 首次提出了广域行波保护的概念，分析了线路故障后初始行波在电网中 传播时到达各变电站的时间与极性特性，进而提出了基于极性比较原理和基于时 间特性原理的两种广域行波保护方法；深入研究了这两种保护方法的实现原理、 保护判据和应用范围，得出了极端情况下需综合利用两种保护方法的思想。理论 分析和仿真结果表明，广域行波保护方法的原理可行、实现简单、可靠性高，有 助于进一步提高行波保护的实用性。 本文所做的理论研究、仿真分析、试验测试和现场运行结果表明，基于整个 电网故障行波信息的电网故障行波定位技术和广域行波保护技术具有极其光明的 发展前景。 一 关键词：行波定位；行波保护；广域电网；初始行波；电压互感器；同步时钟 i i 博士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ec o n s t a n te n l a r g e m e n to fp o w e rs y s t e mc a p a c i t a n c e ，t h es t r u c t u r eo f n e t w o r ki si n c r e a s i n g l yc o m p l i c a t e d t h ep o w e rs y s t e mp u t sf o r w a r dh i g h e rd e m a n d f o rt h ea c c u r a c yo ff a u l tl o c a t i o na n ds n a pa c t i o no f r e l a yp r o t e c t i o n ，t h e r e f o r et h ef a u l t l o c a t i o na n dp r o t e c t i o nm e t h o db a s e do nt h et r a v e l i n gi n f o r m a t i o no fs i n g l el i n e i n t r a n s m i s s i o nn e t w o r ki su n a b l et om e e tt h ed e m a n do fp o w e rn e t w o r ko p e r a t i o n t h e f a u l tl o c a t i o na n dp r o t e c t i o ns y s t e mb a s e do nt h ew h o l en e t w o r ki n i t i a lt r a v e l i n gw a v e i n f o r m a t i o nh a ss t r o n gf a u l t t o l e r a n ta b i l i t y t h es y s t e mc a nf u l l ya p p l ya n yo ff a u l t p a t hi n c l u d i n gf a u l tl i n et oa c h i e v ea c c u r a t ef a u l tl o c a t i o n ，m e a n w h i l et h ep o l a r i t yo f e f f e c t i v ei n i t i a lt r a v e l i n gw a v ea n da r r i v a lt i m ec a nr e a l i z el i n ep r o t e c t i o n ，w h i c hc a n i m p r o v et h ea c c u r a c ya n dr e l i a b i l i t yo fp r o t e c t i o no p e r a t i o n ，a n de n h a n c et h ea c c u r a c y ， r e l i a b i l i t ya n da d a p t a b i l i t yo ft r a v e l i n gw a v ef a u l tl o c a t i o n i nt h i sp a p e r ，a c c o r d i n gt ot h ee x i s t i n gp r o b l e m so ft r a v e l i n gw a v ef a u l tl o c a t i o n a n dp r o t e c t i o n ，t h ee x t r a c t i o na n dd e t e c t i o no ft r a v e l i n gw a v ei sf u r t h e rs t u d i e d b y d e e pa n a l y s i st h ef a u l tl o c a t i o nn e t w o r ka n dt r a n s m i s s i o nc h a r a c t e r i s t i co ft r a v e l i n g w a v e ，as i m p l i f i e dm e t h o do ft r a v e l i n gw a v em e a s u r e m e n tn e t w o r ki sp r o p o s e di nt h e t h e s i s o nt h eb a s i s ，t r a v e l i n gw a v ef a u l tl o c a t i o nt e c h n o l o g ya n dw i d e - a r e at r a v e l i n g w a v ep r o t e c t i o nt e c h n o l o g ya r ec o n d u c t e dt h o r o u g hr e s e a r c h as e r i e so f t e c h n o l o g y ， w h i c hp o s s e s s i n gi n t e l l e c t u a lp r o p e r t ya r ef o r m e di n t h i sp a p e r t h em a i nr e s e a r c h c o n t e n t sa n di n n o v a t i o no ft h et h e s i sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) f r o mt h es i n g l e - p h a s et r a n s f o r m e rd i s t r i b u t e dp a r a m e t e rm o d e l ，t h et r a n s i e n t t r a v e l i n gw a v et r a n s f e rc h a r a c t e r i s t i c so ft h ev o l t a g et r a n s f o r m e ri sf u r t h e rs t u d i e d ， f u r t h e r m o r et r a n s i e n tt r a v e l i n gw a v ee x t r a c t i o nm e t h o d sa r ep r o p o s e di nt h et h e s i s ， s u c ha se x t r a c t i n gd i r e c t l yt h r o u g ht h ev o l t a g et r a n s f o r m e rs e c o n d a r ys i d e ，u s i n gt h e s p e c i a lt r a v e l i n gw a v es e n s o rt oe x t r a c tf r o mt h ec v tg r o u n d i n gl i n ea n dt r a n s f o r m e r o u t s i d es h e l lg r o u n d i n gl i n e ，a n du s i n gt h ep c b t r a v e l i n gw a v es e n s o re x t r a c t e db y h i g hv o l t a g ed i r e c t l ye t c s om a n yt r a n s i e n ts i g n a le x t r a c t i o nm e t h o d st op r o v i d ea w i d er a n g eo fo p t i o n sf o ro b t a i nt h et r a v e l i n gw a v ei nt h ep o w e rf a i l u r e s t h ea b o v e m e t h o d sl a i ds o l i dt e c h n i c a lf o u n d a t i o nf o r t r a v e l i n gw a v ef a u l tl o e a t i o na n dt h e w i d e - a r e ap r o t e c t i o n ( 2 ) b a s e do nt h ea n a l y s i so fc h o c ke r r o r ，m a k i n gf u l lu s eo ft h ec o m p l e m e n t a r y c h a r a c t e r i s t i co ft h er a n d o me r r o ro fg p ss y n c h r o n o u sc l o c ka n dt h ea c c u m u l a t i v e i r e r r o ro fh i g h p r e c i s i o nc r y s t a lo s c i l l a t o r ，ah i g h p r e c i s i o nc l o c ks y n c h r o n i z a t i o nb a s e d o nt h ed i g i t a lp h a s e 1 0 c k e dp r i n c i p a li sp r e s e n t e d b ym e a s u r i n gt h ep h a s ed i f f e r e n c e b e t w e e l lg pss e c o n d p u l s ea n dc r y s t a lo s c i l l a t o rs e c o n d c l o c kt oc o n t r o l t h ef r e q u e n c y m u l t i p l i e rc o e f f i c i e n to fc r y s t a lo s c i l l a t o rs e c o n d c l o c k ，t h en e w m e t h o dc a nr e a l t i m e e l i m i n a t et h ea c c u m u l a t i v ee r r o ro fh i g h - p r e c i s i o nc r y s t a lo s c i l l a t o r ，t h u sp r o d u c i n g t h eh i g h p r e c i s i o nc l o c ks y n c h r o n i z a t i o n t e s t i n gr e s u l t ss h o w t h a tt h eh i g h 。p r e c i s i o n c l o c ks y n c h r o n i z a t i o nh a sh i g hs t a b i l i t y ，s y n c h r o n i z a t i o na n dp r e c i s i o n ( 3 ) t h et h e s i s ，w h i c hm a k e sas y s t e m a t i ca n a l y s i so ft r a v e l i n gw a v e t r a n s m i s s i o n c h a r a c t e r i s t i c si np o w e rg i r d s a n dt h em a i ni m p a c tf a c t o r so ft r a v e l i n g w a v e t r a n s m i t t i n ga l o n gt h el i n e ，c o n s t r u c t st r a v e l i n g w a v ef a u l tl o c a t i o nn e t w o r ku s e d t o p o l o g yg r a p ht od e s c r i b e as i m p l i f i e dm e t h o do ft o p o l o g yg r a p hb a s e do n i n i t i a l t r a v e l i n gw a v e t r a n s m i s s i o nn e t w o r ki sp r o p o s e d b a s e do nn e t w o r ks t r u c t u r ea n df a u l t p o s i t i o n ，c o m b i n e dw i t hf l o y da l g o r i t h ma n d i n i t i a lt r a v e l i n gw a v ea r r i v a lt i m e s r e c o r d e db va l ls u b s t a t i o n si nn e t w o r k ，i n v a l i dp a t hc a nb ed y n a m i ce l i m i n a t e d t h e m u l t i 1 0 0 pn e t w o r kc a nb ee a s i l ys i m p l i f i e di n t o r a d i a ln e t w o r k ，w h i c hi st h ei n i t i a l t r a v e l i n gw a v e t r a n s m i s s i o np a t hn e t w o r k 1 0 c a t i o nt e c h n o l o g yb e c o m e sp o s s i b l e t h ei m p l e m e n t a t i o no ft r a v e l i n gw a v ef a u l t ( 4 ) at r a v e l i n gw a v ef a u l tl o c a t i o nm e t h o db a s e do nt h ei n i t i a l v a l i dt r a v e l i n g w a v ea 玎i v a lt i m ei sp r o p o s e di nt h i sp a p e r , w h i c ht h ei n i t i a lt r a v e l i n gw a v ea r r i v a l t i m ea n dl i n el e n g t ha r ea p p l i e dt od i s t i n g u i s hv a l i di n i t i a lt r a v e l i n gw a v e a r r i v a lt i m e o nt h i sb a s i s ，ao p t i m a lc o n f i g u r a t i o nm e t h o do ft r a v e l i n gw a v ef a u l t l o c a t o r sa r e r e s e a r c h e d a n dao p t i m a lc o n f i g u r a t i o np r i n c i p l ea n dao p t i m i z a t i o nm e t h o db a s e do n s i m u l a t e da n n e a l i n ga l g o r i t h mi sp r o p o s e d s i m u l a t i n ga n dp r a c t i c a la p p l i c a t i o nr e s u l t s s h o wt h a tt h em e t h o dc a ni m p l e m e n tt h ea c c u r a t ef a u l tl o c a t i o n ，e v e ni nt h ec a s eo f l o c a t ed e v i c e sf a i l u r e ，s t a r tu pf a i l u r e o rt i m er e c o r de r r o r m o r e o v e r ，o p t i m a l c o n f ig u r a t i o nm e t h o do ft r a v e l i n gw a v e f a u l tl o c a t o r sc a ns a v ei n v e s t m e n te f f e c t i v e l y ( 5 ) t h ec o n c e p t i o no fw i d e a r e at r a v e l i n g w a v ei sp r o p o s e d i nt h et h e s i s b y a n a l y s i st h ei n i t i a lt r a v e l i n gw a v ea r r i v a lt i m ea n dp o l a r i t yc h a r a c t e r i s t i c s ，t w ot y p e s o f w i d e a r e ap r o t e c t i o ni sp r o p o s e di nt h i sp a p e r , o n ei sb a s e do np o l a r i t yc o m p a r i s o n p r i n c i p i e ，a n dt h eo t h e ri sb a s e do nt h et i m e c h a r a c t e r i s t i cp r i n c i p l e t ot h o r o u g hs t u d y t h ei m p l e m e n t a t i o np r i n c i p l e ，p r o t e c t i o nc r i t e r i o na n da p p l i c a t i o ns c o p eo ft w ot y p e s o fw i d e a r e ap r o t e c t i o n ，at h o u g h o fc o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o nt h et w ot y p e so f w i d e a r e ap r o t e c t i o ni ne x t r e m ec o n d i t i o ni so b t a i n e d t h e o r ya n a l y s i sa n ds i m u l a t i o n r e s u i t ss h o wt h a tt h ew i d e a r e ap r o t e c t i o ni sf e a s i b l e ，s i m p l ea n dh a sh ig hr e l i a b i l i t y , w h i c hi sh e l pt oi m p r o v et h ep r a c t i c a l i t yo ft r a v e l i n gw a v ep r o t e c t i o n i v 博士学位论文 t h e o r ys t u d y , s i m u l a t i o na n a l y s i s ，e x p e r i m e n t a lt e s t i n ga n df i e l do p e r a t i o ns h o w t h a tt h en e t w o r k - b a s e dt r a v e l i n gw a v ef a u l tl o c a t i o nt e c h n o l o g ya n dw i d e - - a r e a t r a v e l i n g w a v ep r o t e c t i o nt e c h n o l o g yh a v ea ne x t r e m e l yb r i g h tf u t u r e k e yw o r d s ：t r a v e l i n gw a v el o c a t i o n ；t r a v e l i n gw a v ep r o t e c t i o n ；w i d ea r e ap o w e r g r i d ；i n i t i a lt r a v e l i n gw a v e ；v o l t a g et r a n s f o r m e r ；s y n c h r o n o u sc l o c k v 时差型电网故障行波定位与广域行波保护方法研究 目录 摘要。i a b s t r a c t ：i i i 目录v i 第1 章绪论1 1 1 研究背景与意义：1 1 2 行波定位技术的研究现状与发展2 1 2 1 研究现状2 1 2 2 发展趋势4 1 3 行波保护技术的发展及存在的主要问题5 1 3 1 行波保护技术的发展历程5 1 3 2 行波保护存在的主要问题6 1 4 本文主要工作和论文章节安排7 第2 章电网故障行波传播特性分析9 2 1 故障行波的产生与传播9 2 1 1 故障行波的产生9 2 1 2 故障行波在输电线路上的传播分析1 0 2 1 3 故障行波在电网中的传播分析1 2 2 2 影响行波在电网中传播的主要因素1 3 2 2 1 母线接线方式对行波传播的影响1 3 2 2 2 宽频阻波器和母线电容对行波的影响1 3 2 2 3 输电线路参数的影响1 6 2 3 电网故障行波传播仿真分析1 6 2 3 1 仿真模型o 1 6 2 3 2 仿真结果1 7 2 3 3 仿真结果分析1 9 2 4 小结2 l 第3 章行波提取与检测关键技术研究2 2 3 1 电压互感器二次侧提取行波2 2 3 1 1 互感器分布参数模型的参数辨识一2 2 3 1 2 电压互感器行波传播特性仿真2 5 v i 博士学位论文 3 1 3 电压互感器行波传播特性分析2 8 3 2c v t 接地线上提取行波2 8 3 3 变压器外壳接地线上提取行波3 0 3 4p c b 行波传感器提取行波3 2 3 4 1r o g o w s kj 线圈的工作特性3 2 3 4 2p c b 行波传感器设计3 4 3 5g p s 高精度同步时钟研制3 6 3 5 1 高精度时钟研究的必要性3 6 3 5 2 时钟误差分析。3 7 3 5 3 高精度同步时钟的实现原理3 8 3 5 4 高精度同步时钟研制4 1 3 5 5 高精度时钟在行波定位中的具体应用一4 4 3 6 行波波头的硬件检测一4 4 3 6 1 行波波头辨识4 5 3 6 2 行波信息记录4 5 3 6 3 仿真分析4 7 3 7 小结4 8 第4 章时差型电网故障行波定位方法研究。4 9 4 1 行波定位网络的构建4 9 4 1 1 电网拓扑结构图4 9 4 1 2 行波定位网络的构建4 9 4 1 3 电网拓扑结构图的简化5 0 4 2 时差型电网故障行波定位方法5 2 4 2 1 定位原理5 2 4 2 2 故障线路的确定5 3 4 2 3 无效行波到达时间的剔除5 3 4 2 4 故障距离d ：的求取一5 4 4 2 5 权重设置方法5 4 4 2 6 算法步骤5 4 4 2 7 仿真分析5 5 4 3 电网故障行波检测装置的优化配置点5 9 4 3 1 配置原则5 9 4 3 2 优化配置方法6 0 4 3 3 优化配置方案分析6 1 v n 时差型电网故障行波定位与广域行波保护方法研究 4 4 j 、结6 4 第5 章广域行波保护方法研究6 5 5 1 研究的必要性一6 5 5 2 广域行波保护系统的结构6 5 5 3 基于极性比较原理的广域行波保护6 7 5 3 1 电网行波传播极性分析6 7 5 3 2 线路t w p r 关联矩阵的形成6 7 5 3 3 故障线路的确定一6 8 5 3 4 仿真分析7 0 5 4 基于初始行波时间原理的广域行波保护7 2 5 4 1 初始行波到达时间特性分析7 2 5 4 2 无效行波时间的判别及修正7 2 5 4 3 故障线路的确定一7 4 5 4 4 保护算法7 4 5 4 5 仿真分析7 5 5 5 保护系统的性能分析7 6 5 6 爿、结：7 7 第6 章行波定位系统试验测试及现场验证7 8 6 1 电压互感器行波传播测试7 8 6 1 11l o k v 电压互感器测试7 8 6 1 22 2 0 k v 电压互感器测试7 8 6 2p c b 行波传感器行波传播测试8 0 6 2 1 频率响应特性测试：8 0 6 2 2 脉冲信号传变性能测试8 2 6 2 3 暂态行波信号传变性能测试8 4 6 3g p s 时钟实验测试8 7 6 4 电网故障行波定位系统试验测试8 8 6 4 1 实验系统构成：8 8 6 4 2 行波检测装置试验测试8 9 6 4 3 模拟电网试验测试一9 2 6 4 4 综合实验室试验测试9 4 6 5 现场短路实验与实际运行结果9 6 6 5 1 现场短路试验9 6 6 5 2 现场实际运行数据统计9 7 v m 博士学位论文 6 6 ，j 、结9 8 总结与展望9 9 参考文献1 0 2 附录a 攻读学位期间所发表的学术论文及申请的专利1 1 3 附录b 攻读博士学位期间参与的相关科研项目1 1 6 附录c 攻读学位期间获奖情况1 1 7 致谢1 1 8 i x 博士学位论文 第1 章绪论 电网故障行波定位与保护是影响电力系统安全、可靠运行的关键技术，本章 阐述了行波在定位与保护方面的应用研究，对行波定位与行波保护的的国内外研 究现状和发展动向进行了综述性的讨论，最后简单介绍了本文的主要工作和章节 安排。 1 1 研究背景与意义 高压输电线路输送距离长，暴露在旷野，且多为山区丘陵地形，易发生故障。 故障点通常由巡线人员沿线路查找，查巡时间长，定位困难；故障如不能及时清 除，易导致多重故障，引发大面积停电，特别在冰灾、地震、台风等极端情况下， 严重危及电网安全运行，影响社会稳定。故障点的快速、精确定位，一直是电力 部门尚未解决的难题1 1 - 5 1 。随着我国经济的快速发展，电力工业得到了长足进步， 电力系统的规模不断扩大，电压等级逐渐升高、新的输配电架空线路陆续建成， 致使电网日益复杂。因此，急需研究开发快速、准确的故障定位与保护技术。 输电线路故障时，故障点产生暂态行波信号，以接近光速的速度向线路两端 传播，在故障线路两端变电站记录初始行波到达的卫星同步时间，可以用来进行 故障定位计算。定位精度只与时间测量有关，定位误差小、可靠性高，电网故障 行波定位技术已成为国内外研究的热点1 6 - 1 5 1 。 输电线路故障行波定位技术已在国内外电力系统现场运行。国内厂家主要采 用电流行波进行故障定位。定位装置通常高速采集二次电流信号，小波分析提取 行波波头；受a d 采样间隔限制，定位误差一般大于3 0 0 米。而且该定位方法需 要测量每条出线的电流行波信号，结构复杂；变电站间隔扩建时，需扩展故障行 波定位装置。国外厂家采用电压行波进行故障定位，定位精度已达到3 0 0 米。但 该系统通过在电容式电压互感器( c v t ) 的地线上串接小电抗器来提取电压行波 信号，安装时需要对一次系统接线进行改动，不符合我国电力系统运行规程。 行波保护具有快速动作性能，随着行波理论的发展，行波保护给快速保护注 入了新的活力，其保护响应时间在5 m s 以内，甚至有望达到微秒级；且不易受系 统运行方式、电流互感器( t a ) 饱和、长线分布电容、过渡电阻和系统振荡等因素 的影响0 6 - 2 0 1 ；但其保护可靠性不高，难以应用于生产实际。随着行波保护技术的 不断发展完善，必将在线路保护中发挥重要的作用。 行波定位与保护技术由于其广阔的应用前景而受到人们的广泛关注，然而现 有基于单条线路行波信息的定位与保护方法难以满足不断发展的电力系统的需 求，尤其当线路某一端行波检测装置启动失灵、记录错误或出现故障时，故障定 时差型电网故障行波定位与广域行波保护方法研究 位的准确性和保护动作的可靠性将得不到保证。因此，充分利用现代科学技术的 进步，进一步研究探讨电网故障行波定位技术和广域行波保护算法，改善输电线 路故障的定位准确度和行波保护的可靠性，对于提高电力系统的运行水平具有重 大的理论与现实意义。 1 2 行波定位技术的研究现状与发展 1 2 1 研究现状 行波定位原理简单，不易受系统运行方法、过渡电阻、t 形接线线路、分布电 容等因素的影响，而且定位准确度高，因而倍受国内外关注 2 0 - 2 7 。现有行波定位 的关键技术主要为初始行波波头的辨识、行波波头的检测、高精度同步时间标记 和波速的确定等，这些关键技术直接影响着行波定位的实用程度，目前的主要研 究情况如下： ( 1 ) 行波波头检测技术 从行波的物理性质看，现代行波定位法主要分为电压行波定位法和电流行波 定位法。输电线路发生单相接地故障时，在线路两端都将产生电流与电压行波， 行波波头的幅值与故障初相角及过渡电阻有关。经过多次折反射后，行波的幅值 将发生明显衰减。理论分析和实验测试结果表明，电流行波与电压行波的幅值差 异明显，通常电流行波的幅值较小，而电压行波的幅值较大。当采用电流行波进 行故障定位时，对于某一变电站，需要测量每条出线的电流行波信号，这样电流 行波检测装置的结构将非常复杂。