高压输电线路故障定位方法分析 Summary：近年来电力系统的规模不断发展壮大,高压和超高压电网也得到了迅猛发展,同时对输电线路故障定位提出了更高的
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,缩短停电时间,对电力系统的安全稳定以及经济运行都起着重要的意义。Keys：故障定位；高压输电；方法分析引言高压输电是电力系统的命脉，它能否安全、稳定的运行直接关系到电力企业的发展状况。但是在高压输电运行的过程中，经常会遇见这样那样的问
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，尤其是在一些地形复杂的地区，在远距离高压输电的过程中，很容易受到树枝、污秽、雷击等环境因素影响，导致线路绝缘水平的降低，从而导致线路发生闪络、对地故障等，而由于其线路传输距离远，所经过的地形条件复杂，一旦其发生故障，在故障点的查找过程中具有很大的难度，加大故障定位点技术的研究力度，以便于快速准确的做好高压直流输电线路的故障定位工作是非常有必要的。1.现代电力系统高压输电线路的常见故障类型分析高压输电线路是现代电力系统中的重要组成成分，随着电力行业的快速发展，其馈线的数量和电容电流的数值日益增加，当系统处于长期运行状态时，则较容易导致系统故障的蔓延，进而引发系统的过电压和设备损坏，对现代电网输电线路安全以及稳定运行构成隐患。在高压输电系统运行过程中，故障率最高的原件就是直流系统故障，高压直流输电线具有输电距离远，所经过地形条件复杂，并且输电线路直接在空气中裸露，没有相关的保护措施，受到各方面因素的影响，很容易就发生各种事故其中最常见的就是对地闪络、雷击等故障，具体表现为：对地闪络，通常情况下高压直流输电线路中都有很多的杆塔，并且在杆塔上配备有相应的绝缘，但由于输电线路在运行过程中是直接在空气中裸露，自然环境不可避免的会对杆塔的绝缘产生影响，一旦线路出现相应的故障，很容易导致线路电压出现突变，线路就会发生放电现象，从而对整个高压输电系统的正常运行产生严重的影响；雷击故障，由于直流输电线路包含有两个电压极性相反的极，在同性相斥、异性相吸的基本原理下点云很容易向不通极性的直流极线放电，通常情况，直流输电线遭受雷击的时间非常短，但就是在这个非常短的时间内，会导致直流电压迅速升高，就在这个升高的过程中，若其电压值超出了雷击绝缘处所能够承受的最值，那么高压直流输电线路出现故障的相应概率就会大大增加。2.高压输电线路主要的故障定位方法分析高压输电线路的故障定位一直以来都是电力系统研究的重要课题。根据故障测距的原理、应用电力线路模型以及被测量和测量设备的差异，输电线路故障测距的方法包括行波法和阻抗法两类。2.1基于行波法的输电线路故障定位技术行波故障定位技术起初是应用于交流输电线路故障定位工作中，行波定位技术在上世纪四十年代产生，在开展相关的研究中发现，暂态的行波在传播的过程中，速度是非常稳定的，但是一旦线路发生相应的故障，就会导致暂态行波的传播时间以及出现故障的距离来判断故障点。基于行波法的输电线路故障定位技术是依据行波传输的理论来完成高压输电线路的故障定位。当高压输电线路中产生故障后，会沿着电力传输故障行波，且其传播的速度与光速差不多，利用这一点，通过对行波传输至母线处所需要的测量以及
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，能够对故障的位置进行确定。故障产生的行波会在故障点以及阻抗不连续的点发生折射，依据采用的单双端信息量及相关的原理，行波定位法可分为A、B、C、D等几种类型。当今的电网厂站一般都装了微机故障、微机保护的记录设备，现有的设备能够满足工频故障定位的数据需求，具有实现费用低、容易实现的特点。但是，常规的故障测距法一般是构建在相关的假设之上，而实际的电网运行情况与理论之间存在着一定的误差。对此，可以通过合理的误差弥补措施和多端输电线路数据的采用等方式，尽可能的改善相关算法的精确度，然而系统的高阻接地、多电源输电线路、断线故障等情况除外。在实际的故障定位工作中，行波故障定位技术最核心的内容为标定波头起始时刻以及波头的识别，这就对相关工作人员提出了较高的要求，尤其是在波头识别的过程中，相关的工作人员必须要能够具备较高的专业素质，这也使得这一工作具有较强的主观性，自动化实现起来就有较大的难度，但是若是在实际的故障定位工作中，行波波头幅值及过渡电阻受到限制，就会导致定位的精度与可靠性受较大的影响，故障定位位置的准确性也就难以得到保证，因此，在实际的高压直流输电线路故障定位工作中，若单纯的应用行波故障定位技术，是难以保证其定位结果的可靠性。2.2行波测距法上文中我们已提到，可以把行波测距发分为单端测距法和双端测距法。对于单端测距法来说，其原理上的缺陷是它最大的问题。行波的极性和幅值是其最主要的特征之一，在很多情况下，发生故障时并不具备使用单端测距法的条件，不仅如此，其还存在测距死区的问题。如果想用单端法实现可靠的测距，需要结合阻抗法进行，这样精度就存在了一些问题，且波形分析困难，可靠性不足。双端测距法的成本高是它最主要的劣势，由于成本较高，相应的普及程度就较低，有时还需要GPS时标系统和两端信息数据通讯作为补充。2.3阻抗测距法阻抗测距法容易出现原理性的误差，因为其难以消除过渡电阻产生的影响，且由于其采用集中参数，忽视了分布电容产生的影响。阻抗法必须在空载的情况下进行，就是说产生故障时必须暂停供电方可进行故障点的检测，所以说，阻抗法有着明显的局限性。3．基于故障分析法的系统输电线路故障定位方法分析故障分析法主要是依据相关测量结果及参数得到电流、电压等值，通过分析计算的方法，对故障点的距离开展计算。与其他的方法相比，故障分析法是一种较简单的故障定位方法，其可行性较强，在实际应用中，若要完成对故障点距离的测量，通过先用的故障录波器就能够很好的完成。在故障分析法中，单端测量法、双端测量法是两种常用的方法。但单端测量法虽操作简单，但是适用的范围较窄，不可避免的会对对侧系统产生一定的影响；若使用双端法，不会产生相互影响的问题，但需要借助其他通信技术获得对侧信息。尽管如此，故障分析法还具有本身的优点，与其他故障定位技术相比具有很强的可靠性，对于采样的要求也是比较低的，但其缺点是受到线路参数精度的影响比较大，其在精度上要比行波故障定位技术要差。结束语由上文分析可知，快速和精确的实现故障定位是现代高压输电线路故障定位技术的目标，也是电力系统继电保护方面的研究热点。电力系统输电线路的定位精度不但与电网中故障线路的供电恢复时间密切相关，更关系到输电线路现场运行以及日常维护人员的工作量。因此，在实际的应用中，电力企业应当准确把握各种高压输电线路故障定位方法，不断进行研究、开发新技术，提高现有定位方法的可靠性与及时性，为电力系统的安全运行提供可靠的保障。Reference：[1]输电线路通道防护属地化管理问题研究[J].丛海洋,范渤.东北电力技术. 2014(06)[2]辽宁地区500kV输电线路雷害风险分级研究[J].王飞,朱义东,张忠瑞,姜常胜.东北电力技术. 2013(06)[3]东北电网500kV线路零序反时限保护应用研究[J].张延鹏.东北电力技术. 2010(05)[4]利用单侧电量的高压输电线路故障测距算法研究[J].毛晓明,刘沛,程时杰.电网技术. 1998(11)[5]利用零序电流比值分布曲线确定接地故障点的方法[J].冯载生.电力系统自动化.1988(04) -全文完-
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