1、1煤矿 35kV 配电线路行波故障测距技术【摘要】为从根本上解决煤矿 35kv 配电线路故障点问题，当前我们主要是通过母线端检测故障初始电流的行波以及线路末端的故障初始电压行波判断线路故障点。通过分析我们得出，无论线路为单相接地还是为相间短路故障，都可以产生较大的行波线模分量，这样一来，我们便根据故障所属类型，利用参数稳定的线模分量当作被测信号，再通过双端行波测距法找出发生故障点。本文结合自身多年经验，重点对煤矿35kv 配电线路行波故障测距系统原理、信号选择进行了深入探究，并且又提出了几点解决诸多关键性技术问题的方案。希望可以为读者提供更多有价值的借鉴。 【关键词】煤矿供电；35kv 配电线
2、路；行波故障测距技术；探究 中图分类号： X752 文献标识码： A 文章编号： 1 前言 通常来说，煤矿 35kv 的配电线路所选用的运行方式主要为中性点接地方式。如果线路所产生的故障为单相接地故障，因产生的故障电流较弱且电弧稳定性不高的影响，造成难以对故障点进行定位；而如果线路故障为短路故障，那么就有可能会造成大面积停电事故。当前，国内有大量专家以及学者关于小电流接地系统的线路故障点定位加以深入的分析，同时也提出了几种解决方法。然而，在行波测距技术广泛应用的前提下，文章重点利用双端行波故障测距原理来对线路故障点予以准确定2位。 2 关于行波故障测距技术原理的分析 目前，行波测距系统原理涉及
3、到两个方面，即单端测距原理以及双端测距原理。其中第一种测距原理指的是当线路在发生故障时，能够在被测端感觉倒首次正向电压或者是电流的行波浪涌和故障点反射波间产生的时延，再计算出由被测点到发生故障点间的距离；然而，第二种测距原理指的是在线路故障的内部所产生的初始电压或者是电流行波浪涌在距离两端被测点时的绝对时间的差值，进而再准确计算出所发生故障点距离两段被测点的距离。 3 关于行波故障测距信号选择的分析 3.1 模分量选择 通过模分量计算公式，我们可得出，当中性点接地系统线路发生单相接地故障后，其故障点处的初始行波既有线模分量又有零模分量，与此同时，故障点处的过渡电阻也会对模分量的幅值产生一定的影
4、响。再通过相类似的方法对不同故障类型进行分析我们便知：如果线路为接地故障，那么一定产生行波线模分量以及零模分量；如果线路为相间短路故障，那么只是产生行波线模分量，而不会产生零模分量。 在线路系统中，因零序电感与电阻能够对地模行波分量产生巨大的影响，所以，在传播时，线路会产生大量损耗以及参数不断变化等现象，这样一来，不仅会增大行波衰耗，而且又会影响到波速的稳定性。类似地，正序电感与电阻对线模行波分量所产生的影响也非常大，但是对参数频率的影响不及地模的影响大。但是，通过分析得知，无论是何种类3型的故障，其初始行波线模分量都会存在，因此，我们通常是选用稳定性较高的参数线模分量当作故障测距测量信号，这
5、样一来，可以大幅度提升故障测距的精确度。 3.2 线路末端电压、电流信号选择 一般情况下，煤矿 35kv 输电线的母线端，其出现数量较多。并且经过相关公式计算得出：发生故障点处的电流行波会在线路的最末端产生正反射，但是，电压行波却出现了负反射。并且，容易获得电流行波而不易获得电压行波，所以，在此情况下，我们通常利用电流行波当作测距信号的。 通常来说，在煤矿 35kv 输电线路的最末端，都是利用变压器把电压降为 6kv，再继续为矿井生产供电。但是，因变压器所产生的交流阻抗是非常大的，因此，和高频行波信号相比较来说，可认为是开路。不过，当线路处于开路状态时，在其末端不会检测到电流波，但是，电压波的
6、检测值却增加一倍。所以，针对此情况，测量信号都是选择电压行波值。3 当前此技术需要解决的一些重要问题 3.1 获得行波信号方式选择问题 通常，在煤矿 35kv 输电线路的两段，都会安装有电流互感器以及电压互感器，这主要是因为它们可以更好的将暂态行波信号予以传递和变换。然而，如果使用的是一般性的电流互感器和电压互感器对行波信号进行测量，那么行波测距装置和一般性的保护装置相类似，把电压互感器与电流互感器直接接入到二次回路当中，并不需要再增设其它的设备。4经分析得出：获得故障行波信号的方式主要有以下两种：其一，在煤矿 35kv 线路的母线端，借助电流互感器可以顺利的获得故障初始电流波，将其当作测量信
7、号；然而，如果在煤矿 35kv 输电线路的末端，通过电压互感器来获得初始电压波，进而将其当作测量信号。 3.2 各种数据信息的获得问题 为确保行波测距分辨率至少为 300m，要求行波信号采集的频率不能小于 500KHZ；而为提升行波测距分辨率，要求系统的采样频率应该在1MHZ。通常来说，通过微处理器对模数转换器进行控制的方式难以实现。所以，为从根本上解决此问题，还设计出数据采集单元，准确记录着故障所发生的行波信号。当输电线路发生故障时，由数据采集单元记录着预定时间总的暂态行波之后，不再采集数据，最终把所记录的数据传送给数据处理单元进行处理和保存，这样一来，可以真正解决系统对高频行波信号难以采集
8、的问题。 3.3 故障测距精度问题 和高压输电线路相比较来说，煤矿 35kv 输电线路的线路总电阻非常大，这样一来，会进一步增大高频信号的衰减速度，同时难以确定由行波波头达到线路检测点的时间值，但是，对于波头检测时间值将直接影响到测距的准确度。除此之外，我们还得出：虽然在行波在线路传输时，会产生很大的损耗，进而会使初始行波波头的上升速度较慢。不过，只需要将行波波头的起始点到测量点的时间准确计算出，便可以保证测距的精度。 54 结束语 通过上述分析，我们主要得出以下几点结论：第一，在将行波测距原理应用到煤矿 35kv 输电线路时，能够快速、准确的找出线路的故障点位置；第二，通过使用变压器，把电压行波予以传变，这对电力系统的行波故障测距应用产生巨大的影响。相信在未来几年内，行波故障测距技术在煤矿 35kv 输电线路中应用会十分的广泛。 【参考文献】 1施荣,屠幼萍.避雷器改善 35kV 配电线路耐雷水平的效果分析J.电网技术,2006(19). 2郑晖,尚育晶,李既明.矿区 35kV 配电线路雷害事故分析与防雷措施J.电气技术,2013(1). 3李刚.35Kv 配电线路“上“字型杆塔防覆冰混线有效措施的实践与运用J.中国科技信息,2008(11). 4杨玉熙.35kV 配电线路短路故障浅析J.北京电力高等专科学校学报(自然科学版),2012(10).
