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

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

為了提高行波測(cè)距的抗擾能力，廣大學(xué)者對(duì)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(dòng)平均自回歸模型的波頭識(shí)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(lái)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(lái)一些學(xué)者提出將傳統(tǒng)工頻保護(hù)與行波測(cè)距進(jìn)行融合，研制了保護(hù)與行波測(cè)距一體化裝置，為保護(hù)與行波測(cè)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(cè)距一體化技術(shù)是指在傳統(tǒng)輸電線(xiàn)路保護(hù)裝置的軟硬件平臺(tái)上集成行波測(cè)距功能。目前國(guó)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(cè)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(xiàn)，降低CT二次負(fù)載。

2）增加行波數(shù)字信號(hào)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(cè)距用DSP插件，用于行波的采集、存儲(chǔ)和分析，實(shí)現(xiàn)保護(hù)與行波測(cè)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(cè)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(cè)距一體化裝置架構(gòu)

保護(hù)與行波測(cè)距一體化裝置架構(gòu)如圖1所示。相比于獨(dú)立行波測(cè)距，采用保護(hù)與行波測(cè)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(cè)距信息的相互融合，為提升行波測(cè)距的可靠性提供有效途徑。

傳統(tǒng)線(xiàn)路保護(hù)裝置經(jīng)過(guò)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(guò)保護(hù)信息與行波測(cè)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(cè)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(cè)距可靠性提升”，作者為武占國(guó)、喬宇峰 等。