[实用新型]高压直流输电接地极线路行波测距系统

说明书

技术领域

一种高压直流输电接地极线路行波测距系统，是利用电流暂态分量的接地极线路行波故障测距原理的在线故障测距系统，主要解决高压直流输电系统接地极线路的准确、在线故障定位等问题。

背景技术

高压直流输电系统一般具有双极、单极金属回线和单极大地回线三种运行方式。利用大地作为廉价和低损耗回流回路是经济有效的，因而在直流输电工程中，利用大地构成直流电流回路已得到广泛的应用。当接地极线路发生短路或断线故障时，将对直流系统单极大地回线运行方式产生严重影响，并导致单极闭锁故障。可见，对接地极线路进行故障监视和快速、准确故障定位对于提高高压直流输电系统的运行可靠性具有重要意义。

高压直流输电系统单极大地回线运行时，在接地极线路上将通过全部负荷电流；双极运行时，接地极线路作为不平衡电流的通道。即使在单极通过全部负荷电流时，接地极线路上电压也很低。因此，换流站采用传统的电流、电压测量方法，难以检测到靠近接地极的对地短路故障。

为了检测接地极线路故障，国内外已经开发出脉冲回声、阻抗等接地极线路故障监测装置。其基本原理是，在换流站两根接地极引线之间加低压高频脉冲，通过接收这些脉冲的回波，计算接地极线路的阻抗。当引线任何地点发生对地短路时，其阻抗的变化将反映到监测装置中，从而判定是否发生故障，并能判断故障地点。但从实际应用来看，测距存在较大的死区和无法对高阻抗接地故障和瞬时故障进行定位等众多问题。

近几年来，基于行波原理的电力线路在线故障测距技术在我国交、直流输电线路中获得了越来越广泛的应用。理论分析表明，基于行波原理的电力线路在线故障测距技术完全可以用于直流输电系统接地极线路。该系统的最大特点是能够连续监视接地极线路上发生的各种类型的故障，并给出准确的故障点位置。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：设计一种能够连续监视接地极线路上发生的各种类型的故障，并给出准确的故障点位置的测距系统，实现高压直流输电系统接地极线路故障测距的高压直流输电接地极线路行波测距系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该高压直流输电接地极线路行波测距系统，包括电流互感器、故障行波采集装置、直流电源、GPRS通信网络和行波分析主站，其特征在于：将PC机作为行波故障分析主站，与故障行波采集装置T1和故障行波采集装置T2构成行波测距系统。

故障行波采集装置T1的一端连接换流站侧，另一端通过GPRS通信网络连接行波故障分析主站PC；故障行波采集装置T2的一端连接极址侧，另一端通过GPRS通信网络连接行波故障分析主站PC。

故障行波采集装置T1还包括GPS对时装置G1和GPS天线，故障行波采集装置T1通过GPS对时装置G1与GPS天线相连，故障行波采集装置T2还包括GPS对时装置G2和GPS天线，直流电源为太阳能电源，故障行波采集装置T2通过GPS对时装置G2与GPS天线相连，太阳能电源与故障行波采集装置T2相连。

工作原理

故障行波采集装置T1和故障行波采集装置T2分别通过换流站侧互感器CT1-CT4和极址侧互感器CT5-CT6获取接地极线路两端的电流暂态信号，由故障行波采集装置T1和T2内的超高速数据采集电路进行超高速数据采集，故障行波采集装置T1和T2通过全球定位系统GPS对时装置对时，通过GPRS通信网络将各自记录的故障行波数据发送到行波故障分析主站，由行波故障分析主站自动给出接地极线路故障测距结果。

极址侧故障行波采集装置所需直流电源采用太阳能供电技术，以解决在极址侧终端塔周围无现成的供电电源现状。

与现有技术相比本装置的有益效果是：

1、本系统所利用的行波信号为高压直流输电系统接地极线路故障本身所产生，而无需配备专门的故障探测信号发射设备，因此能够连续监视高压直流输电系统接地极线路上发生的各种类型的故障。

2、可利用接地极线路内部故障产生的初始行波，计算故障点到换流站和接地极之间的距离；也可利用接地极线路故障时在换流站感受到的第1个正向行波浪涌(由换流站向故障点方向传播)与第2个反向行波浪涌(由故障点向换流站方向传播)之间的时延计算换流站到故障点之间的距离，给出接地极线路故障时精确的故障点位置信息。

附图说明

图1是高压直流输电接地极线路行波测距系统构成图，是本实用新型的最佳实施例。