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1、GJ-TEL3000输电线路分布式故障精确定位系统技术说明书 V2.3输电线路分布式故障精确定位系统输电线路分布式故障精确定位系统技术说明书关 键 词：输电线路在线监测行波测距故障定位资料版本：V2.3版本发布日期修订说明V1.02015.1.13初始发布V1.12015.1.18增加电缆型信号检测终端V2.02015.5.23增加直流线路信号检测终端V2.12015.5.29对部分装置技术参数进行了校正V2.22015.6.23对部分装置技术参数进行了修正V2.32015.8.17增加现场安装图输电线路分布式故障精确定位系统前言前 言内容介绍输电线路分布式故障精确定位系统 技术说明书介绍了输
2、电线路分布式故障精确定位系统的特点、应用、结构及技术规格等。本文分5章和附录：l 概述：简要介绍了输电线路故障精确定位的实际需求，以及解决方案。l 系统概述：介绍了系统的总体功能和基本工作原理。l 系统结构：介绍了输电线路分布式故障精确定位系统的系统结构，以及构成系统和各子系统的软硬件产品配置及功能。l 配置方案：详细介绍了输电线路故障精确定位的系统针对不同线路结构的配置应用方案。l 主要设备技术参数：介绍了输电线路分布式故障精确定位系统中各终端设备、主站软件系统的功能和技术参数。l 附录 - 附录A：列出了本文档中所出现的英文缩略语，并给出其英文全称和中文解释，方便读者查阅。附录B：列出了系
3、统配置清单和设备选型,以供用户进行系统配置和工程预算使用。读者对象本书适合下列人员阅读：l 工程技术人员l 物资采购人员各类标志本书还采用各种醒目标志来表示在操作过程中应该特别注意的地方，这些标志的意义如下，正文中的各类警告、提示、说明等的内容一律采用楷体，并在内容前后加横线与正文分开如下：说明：说明、提示、窍门、思考：对操作内容的描述进行必要的补充和说明。注意：小心、注意、警告、危险：提醒操作中应注意的事项。输电线路分布式故障精确定位系统目录目录第 1 章前言错误！未定义书签。1.1电网的发展及需求11.2解决方案1第 2 章系统概述12.1系统功能和应用范围12.2基本工作原理1第 3 章
4、系统结构43.1系统构成43.2通信规约53.3信号检测终端配置与功能53.3.1信号检测终端的配置选型53.3.2信号检测终端主要功能63.4主站系统结构和功能73.4.1主站系统结构73.4.2主站系统主要功能8第 4 章配置方案124.1架空线路单线配置方案124.2电缆线路单线配置方案134.3架空和电缆混合线路配置方案134.4架空 T 接配置方案134.5电缆线路分支箱配置方案14第 5 章技术参数155.1技术标准155.2信号检测终端技术参数165.2.1基本参数165.2.2主要技术参数165.3主站系统设备技术参数16附录 A： 缩略语18附录 B： 系统配置选型表19输电
5、线路分布式故障精确定位系统第 1 章 概述第 1 章 概 述1.1 电网的发展及需求近几年来，随着电网结构的发展和完善，电力线路的建设迅猛发展。由于电力线路所处地理位置和环境条件的特殊性：杆塔点多、面广、线长、线路走廊环境复杂、终年暴露在野外等因素，除了要遭受恶劣自然天气的侵袭外，人为因素的外力破坏所引起的线路跳闸、线路被迫停电事故的概率也呈上升趋势。因此如何及时发现线路故障，准确定位故障定位置，降低人工故障排查难度和成本，缩短故障查找时间，提高供电安全性和可靠性，已成为线路管理和维护单位急需解决的问题。1.2解决方案随着计算机、通信和传感器等技术的快速发展，国内外科研机构、企业已经在输电线路
6、故障定位技术方面进行了大量的研究和实践，例如：输电线路故障指示器、变电站行波测距装置、变电站阻抗测距仪等等。其中，输电线路故障指示器仅能自动定位故障区段，无法有效确定故障点的精确位置，故障定位准确性取决于故障指示器的安装密度，其准确度和实用性难以满足输电线路维护的要求。而对于变电站阻抗测距和行波测距方法的装置与系统，尽管从原理上可以准确定位故障点位置，但其实际应用中，弱行波信号的有效提取、故障点反射波与对端母线反射波的有效识别和雷电干扰的有效辨识和定位等问题很大程度影响了其定位准确性和效果。为解决上述问题，我们研究了故障电流行波在输电线路上的传播特性，提出全新的分布式故障测距方法，就分布式故障
7、测距方法中的折反射信号的识别、行波信号奇异点确定、雷击干扰的辨识和定位、GPS/北斗定位与授时、太阳能和感应取电、强电磁场中的无线通信等关键问题进行深入研究，研制出新一代的输电线路故障精确定位装置及系统。该系统不仅具有故障判断准确、故障定位精度高的技术优势，并且针对各种线路情况提供了相应的硬件设备和解决方案。输电线路分布式故障精确定位系统通过分布在输电线路线上的故障监测终端，实现故障行波、折返射行波等信号的高频采样和快速录波，并通过主站后台软件系统，1输电线路分布式故障精确定位系统第 1 章 概述快速准确的分析出故障类型、定位故障点位置。同时该系统还支持 web 访问、计算机图形展示、短信提醒
8、等多种方式，使得运行维护人员能及时获取故障发生的时间、类型和位置等相关信息，大大减轻了故障巡查工作的强度和成本、缩短了故障排查时间，在有效提高供电可靠性的同时，也极大程度的降低了因故障停电事故所带来的直接和间接经济损失。图 1-1 检测终端装置带电安装现场图2输电线路故障精确定位系统第 2 章 系统总介第 2 章 系统概述2.1 系统功能和应用范围GJ-TEL3000 系统可以应用于各种电压、不同结构的线路：1）主要功能：- 线路故障性质（如雷击，对树放电）、故障类型（如相间和单相故障）的检测和精确定位；- 故障电流检测；- 负荷电流测量；- 导线绝缘水平测量；- 导线温度测量；- 环境湿度测
9、量；- 终端海拔、经纬度测量；- 导线弧垂测量。2）适用电压等级：- 35kV1000KV 电压等级交流输电线路；- 400kV、800kV 电压等级直流输电线路。2）适用线路结构：- 双端架空线路；- 双端电缆线路；- 架空和电缆混合线路；- T 接型线路。2.2 基本工作原理输电线路故障原因的准确辨识，对输电线路的维护，缩短线路停电时间有着重要意义。由于输电线路在发生不同性质的跳闸故障时其线路上的故障电流行波呈现出不同的电磁暂态特征，因此通过在线监测并提取输电线路故障电流的行波数据，分析其电磁暂态特征，可以达到对输电线路雷击与非雷击故障原因准确辨识的目的；同时，1输电线路故障精确定位系统第
10、 2 章 系统总介对行波的极性进行分析判断，可得到短路故障类型。1、雷击故障与非雷击故障行波差异输电线路遭受雷击故障时流经线路的故障电流主要有两部分叠加而成，一部分雷电电流分流后直接进入线路的电流，另一部分是雷电流经杆塔入地后的反射波进入线路的电流。标准雷电流的波尾时间是 50 微秒，由于与大地反射波极性相反，两者叠加后其峰值衰减加快，尾波时间变短。因此雷击线路的故障电流的行波波尾时间小于 50微秒，实测一般在 40 微秒以内。而输电线路在遭受污秽闪络、树木闪络等闪络及外力破坏等非雷击故障后其闪络过程与交流电流的变化密切相关，电弧呈现熄灭重燃、延伸收缩的变化，相比于雷击故障其电流暂态行波频率较
11、低，这类故障电流行波波尾时间较长，一般远大于 40 微秒。2、雷击故障与非雷击故障判断分布式输电线路分布式故障精确定位系统完整的记录了每次故障电流的暂态行波，软件系统通过分析电流暂态行波的差异确定故障是否属于雷击故障，若是雷击故障则进一步确定是绕击还是反击，并利用各现场监测终端的行波数据与反射波的 GPS或者北斗时差来确定故障点的精确位置。3、分段式故障精确定位方法通过在输电线路上布置若干个现场监测终端将输电线路划分为若干个区间（每个区段长度30km），分别监测并记录各区间的故障数据和信号。这种在线路中分散布局而非在两端变电站集中布局的监测方式，不仅对输电线路长度、导线弧垂等影响监测误差的固有参数进行了离散化监测，同时由于每个监测装置监测区段缩短可有效减少小行波波速变化以及衰减等因素对故障精确定位的影响，从而大幅提高输电线路故障定位的精度(故障定位误差300m)。1）基于 GPS/北斗的双端检测法2输电线路故障精确定位系统第 2 章 系统总介2）基于 GPS/北斗的单端检测法3输电线路故障精确定位系统第 3 章 系统结构第 3 章 系统结构3.1 系统构成输电线路分布式故障精确定位系统由行波信号检测终端（以下简称信号检测终端）、主站系统和移动手持终端构成，如下图所示：图 2-1 系统构成
