一种电压电流型双端行波测距装置校验仪

一种电压电流型双端行波测距装置校验仪

钱永亮

（云南电网有限责任公司文山供电局663000）

摘要：本文从用于行波测距系统的开发以及实验室和现场测距试验调试问题出发，介绍一种电压电流型双端行波测距装置校验仪，并对其进行深入研究，以供参考。

关键词：电压；电流；双端行波测距校验仪

1前言

电压电流型双端行波测距装置校验仪是进行电力系统测距设备试验和校验使用的新型仪器，具备3路高速电流输出通道和3路电压输出通道，支持单端测距和双端测距，既可以将现场COMTRADE格式录波文件进行回放还原，也可以使用电力系统EMTP、MATLAB仿真数据进行信号输出，模拟故障信号，作为故障测距系统的信号源。本装置支持GPS卫星对时和B码对时，多台设备之间通过对时信号同步，以模拟双端测距。

2电压电流型双端行波测距校验仪

行波故障测距装置的检验需要行波测距装置校验仪的精确诊断，具体的技术方法是在输电线路变电站设置两台行波测距装置校验仪，提前将录制好的双端故障波形（已知故障位置）下载到行波测距装置校验仪中，利用北斗卫星同步装置同步触发（分脉冲）向行波故障测距装置输出故障波形。然后行波故障测距装置会根据本侧收到的行波测距装置校验仪发出的故障行波波头和对侧行波故障测距装置发来的行波波头时间差t，以及波速v、线路总长L，定位出故障位置，然后与实际的波形的故障位置相比较，以达到校验的目的。

具体测试方案如下图：

双端测距示意图

图1

双端行波测距校验仪的双端校验需要两台行波测距装置校验仪即可完成校验任务，具体的技术方法是首先获取双端故障波形（已知故障距离），将故障波形提前下载到行波测距装置校验仪中，由行波测距装置校验仪转变为模拟电压量回放给待校验的行波故障测距装置，得到测距结果，测距结果与校验参考故障波形对比，若误差小于设定的阀值，即表示待检测的行波故障测距装置合格，否则为不合格。

双端行波测距校验仪采用ARM+FPGA架构的数字信号处理系统，采用256Mbyte的DDRIISDRAM作为数据缓存，16位高速D/A进行数模转换；超大高速的DDRII缓存使装置可以具备高速长过程回放能力，10MHz频率可输出3秒，100KHz可以输出300秒，10KHz可以输出3000秒，支持北斗、GPS卫星对时和B码对时，对时精度100ns，可进行两地同时输出试验，输出误差小于200ns，支持B码输出功能，可进行两地非同时输出试验，方便现场调试试验，3高性能的电流和电压线性放大器，电流通道最大输出18A，最大频率500KHz；电压通道最大150V，最大频率10KHz，后台软件支持windows和linux平台，可以将COMTRADE文件进行波形编辑，通道选择，放大缩小，漫游，采集等功能,装置自带大容量掉电保持FLASH芯片，可以预存各种故障类型和距离的故障文件，现场测试的时候可以不连接后台软件自行试验。

3测试流程

3.1单端测距

准备好测试设备和工具：双端行波测距校验仪、笔记本电脑、网线、输出线、GPS天线、B码线等。

双端行波测距校验仪配置：

a)接好电源线；

b)用GPS天线或B码对时，如不需要对时可省略此步；

c)用网线将行波信号发生仪和笔记本连接，并设置笔记本IP地址为192.168.169.XXX，XXX不为168，打开软件xbfs.exe，如果开始界面状态栏显示网络连接正常则表示通信正常。

如状态栏显示“正在建立连接”或“链接失败”表示出现网络故障。解决方案：首先观察仪器后面板的网口指示灯，如果指示灯不亮，表明无物理连接，请检查网线以及计算机网口；如果指示灯亮，但无连接，则可能是计算机IP地址配置有误或装置的IP地址被修改过。

d)接好电压输出线和电流输出线，电压的三个负极Ua-、Ub-和Uc-是共地的，因此电压输出线的黑线可以接这三个黑色端口的任一个。

图2单端测距接线示意图

测距设备的设置：

a）根据所要测试的波形设置好测距设备的测距参数；

b）用GPS天线或B码对时；

c）将A、B、C三路电流电压输出线接至测距设备的输入端子排，如图3所示

图3端子排接线示意图

确定接线无误且发生仪和软件xbfs.exe通信正常后，点击“故障回放”按钮，打开录波或仿真comtrade文件，文件一般存储在：安装目录\app\data里面，选择cfg文件或者dat文件（两者等效）。

打开文件后进入波形分析界面（，在侧边栏点击“实验操作”，给每一路通道选择对应的模拟量信号，然后点下载按钮，将数据下载

至仪器。下载完成后点“触发”使装置输出。等测距装置得出测距结果后，与输出波形的故障距离进行对比，即可以检验测距装置的单端测距精度。

图4打开文件

3.2双端测距

图5双端测距接线示意图

准备测试设备和工具：双端行波测距校验仪2台、笔记本电脑2台、网线2根、输出线、GPS天线、B码线等。

1)行波信号发生仪配置同上；

2)测距设备的设置：

a）根据所用测距设备设置好该设备的测距参数；

b）用GPS天线或B码对时，保证两台测距设备时间一致；

c）连接两台测距设备，让两台设备通信正常；

d）仪器输出线连接端子排同上；

3)确定接线无误且行波信号发生仪和软件xbfs.exe通信正常后，点击“故障回放”按钮，在装置A中选择local下cfg文件或者dat文件（两者等效）进行下载，在装置B中选择opposite下cfg文件或者dat文件（两者等效）进行下载。

下载完成等待仪器进行时间同步，两台仪器如果是通过GPS天线对时则需要等待10分钟，对时成功标志为两台仪器前面板的对时灯都亮起。然后在后台软件的同步选项里设置相同的启动时间，点击同步后等待装置输出。等测距装置得出双端测距结果后，与输出的波形故障距离进行对比，即可以检验测距装置的双端测距精度。

4结语

双端行波测距校验仪利用通用电磁暂态仿真程序(EMTP),模拟电力系统故障暂态过程，得到行波的仿真波形数据，进行数模转换后输出，并记录装置动作情况。除此之外，测试仪所用的电力系统故障数据亦可直接使用故障录波装置的故障录波记录，以及用户自定义数据波形。

作者简介：

钱永亮（1984.9.21）,性别:男；民族:汉语；学历:大学本科；职称；高级工程师；研究方向:继电保护