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基于暂态行波的配电线路故障测距探讨摘要：近年来随着我国经济的不断发展人民的生活水平不断提高对电力的需求也日益增加长距离超高压的输电线已经完全进入我国的电力输送系统中为我国居民的生活、工作提供电力保障。但电路一旦发生故障将影响正常的供电本文主要对配电线路故障行波进行分析并介绍不同线路行波故障的测距方法供同行参考。关键词：输电线路；暂态电流行波；故障测距【分类号】：F426.61现在为保障我国的正常供电水平国内的电力系统大多采用超高压电线进行电力输送但为了不影响正常供电在电线出现故障时应该在最短的时间内进行定位故障进一步进行故障分析解决故障从而恢复正常供电。高压输电线路发生故障后的暂态电流行波中包含故障距离信息其可以作为定位故障的重要依据。1.配电线路故障行波暂态特征分析1.1行波的基本理论电力系统在进行供电的过程当中难免会发生故障线路在发生故障时出现故障的地方电压一般会突变电线线路会出现出现电弧暂态行波过程故障一般跟行波的传播速度密切相关而行波的传播速度又主要由线路的具体分布参数来决定。线路发生故障时产生的暂态行波过程可以用物理学的叠加原理来解释。如图一所示是一个简单的接地线路线路发生故障时故障点会产生一个虚拟电源其方向与故障前的电压相反产生的暂态行波波源就来源于此产生的暂态行波以非常快的速度向两个相反的方向传播并来回反射和折射一段时间后暂态行波的传播会进入一个相对稳定的状态。行波传播的情况实际上也反应了故障点的情况因此其可以作为线路故障测距的理论基础。即可以通过对暂态行波的监测与分析来确定线路的故障点进一步确定维修方案扫除线路故障恢复正常供电。1.2行波在混合线路中的传播特性图二是一个由架空线路与地下电缆组成的混合线路可以看见地下电缆位于两段架空线路之间幅值为U的入射电压行波经过一段混合线路一般来说电缆线与架空电线的波阻抗不同A、B两点为架空线与地下电缆连接的地方同时也叫混合线路波阻抗的不连续点故障点（此图中为故障点产生的幅值为U的入射电压）产生的暂态行波发生折射和反射就在两个不连续点间并且会持续一段时间直到达到一个相对稳定的状态。混合线路很复杂架空线和地下电缆线交替次数不一定且每段地下电缆的长度也不一定因此暂态行波在传播中没有固定的规律监测到的信号分析起来也比较复杂。1.3行波在线路分支处的传播特性现实的电路系统中线路的分布很复杂并不呈现固定的规律且有很多线路是交叉分布的。如图三所示就是电路系统中众多分叉线路的一个分支分叉线路出的连接点的波阻抗也不相同暂态行波会在每一个连接点出发生复杂的发射和折射而且由于分叉线路大多比较复杂M母线支路电线感受到的电压和电流都不相同故障位置很难确定因此在进行暂态行波传播规律的分析时每一个交叉点都需要考虑到。2.配电线路行波故障测距方法2.1D型双端行波测距在线路故障测距分析中主要是要分析故障点产生的暂态行波的特征在进一步确定确定故障点的位置以及故障原因在传统的线路故障测距中大多采用的是利用双端行波故障测距原理从而实现小电流接地系统线路故障定位以及测距但此种方法应用的范围比较窄对复杂的电路系统故障点产生的暂态行波特征不能准确分析。本文主要介绍一种新型的配电线路的行波故障测距方法叫时间中点测距法。其能够切实解决配电线路架空线与电缆线混合线路以及复杂的交叉线路的故障定位问题下面主要介绍三种典型电路的行波测距方法首先是D型双端行波测距在线路的两端配备高精度的实时时钟当线路发生故障暂态行波时准确计算初始行波到线路两侧的时间再根据此时间差计算故障点到线路两端的距离从而确定故障点的位置。2.2A型单端行波测距A型单端行波测距是用得比较多确定线路故障点位置的方法其测距原理则是根据现代物理学中利用故障暂态行波的单端测距原理。其需要在线路的一端设置一个测量点当线路出现故障时利用故障点发出第一个暂态行波到达测量点与暂态行波在故障点的反射波的时间差从而计算故障点到测量点的距离确定故障点的位置。在此种测量方法中理论上不能忽略母线反射波的影响即上述时间差需要扣除母线反射波的影响这些都可以通过精密的仪器实现。2.3E型单端行波测距E型现代行波故障测距则是利用故障线路重合闸暂态行波的单端测距原理。同样需要在线路的一端设置一个测量点与A型单端行波测距不同的是其是利用测量端测量来自线路本端某级重合闸产生的初始行波到达测量点与其在故障点的反射波的时间差来确定故障点的位置。此种方法适合特定的线路类型即断路器重合线路当线路发生故障时断路器触头间的电压发生突变会产生暂态行波E型现代行波故障测距即利用此暂态行波的传播进行故障定位。