[01596879]广域电网故障高精度行波定位与保护技术

高压输电线路输送距离长，易发生故障，对电力系统的安全运行构成较大威胁，也给线路运行维护人员带来了繁重的负担，需要开发高精度的故障行波定位和保护技术。该项目研究了整个电网的故障行波定位和保护技术，检测由故障点产生沿输电线路以接近光速速度传输到电网中各变电站的暂态行波信号，记录行波波头极性和行波到达各变电站时刻的高精度GPS同步时钟的时间值，由各变电站测量到的GPS时间差精确计算故障点位置，并由行波波头极性确定故障方向，进行行波保护。为了提高故障行波定位的准确度、可靠性和行波保护的实用性，项目组历经十余年的研究，设计了电网故障行波定位与保护网络，发明了穿芯式行波传感器和印刷电路板（PCB）行波传感器，提出了在容性设备地线、电压（电流）互感器二次侧、变压器铁芯接地线等提取行波信号的方法；发明了GPS同步时钟误差的监测和修正方法，获发明专利4项、实用新型专利2项，开发了电网故障行波定位和相角测量产品，在110kV输电线路上完成接地故障试验，定位误差为114米。产品已推广应用，产生了显著的社会经济效益。该项目研究的广域电网故障行波定位与保护技术适用于10kV～1000kV交流电网和高压直流电网的故障定位和保护，与国内外同类技术相比，采用电压行波进行定位计算，每个变电站只需安装一套装置可以实现对所有出线的电压行波检测，实现所有线路的故障定位；具有GPS时钟的监测和修正功能，误差小于150米；具有精度高、价格低、可靠性高、易于安装和维护等优点，具有明显的市场竞争优势。国家电网公司和南方电网公司规定，在十一五期间对所有220kV及以上电压等级的变电站安装故障行波定位装置，并逐步在各电压等级电网推广。以湖南地区为例，全省拥有220KV电压等级变电站80多座、110KV电压等级变电站300多座、35KV电压等级变电站400多座，按照每个变电站至少一套该项目产品，预计湖南省35kV以上电网的潜在市场容量将达到近800套。预计未来五年里，国内市场总需求量将达3万余套。并且随着电网自动化水平的提高和统一坚强智能电网的建设，输电网故障电压行波定位系统将在10kV和6kV电网应用，预计市场总需求量将达30万余套，估计市场容量近千亿元，市场前景非常广阔。