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高压输电线路故障定位方法分析【摘要】本文结合我国电力系统高压输电线路故障定位技术的发展情况对现代电力系统高压输电线路的常见故障类型进行了阐述对基于阻抗法的输电线路故障定位技术、基于行波法的输电线路故障定位技术进行了详细分析并结合输电线路故障定位系统设计实例进行说明。【关键词】系统故障定位的发展；常见故障类型；故障定位系统设计实例1前言现代电力系统高压输电线路的安全、可靠运行关系到电力企业的切身利益。高压输电线路中产生的故障容易引发电力系统的断电故如何及时、准确地对电力系统高压输电线路故障的位置进行确定最大限度的提高恢复供电的效率对于降低电力企业以及电网用户的损失有着重要作用。近年来计算机技术在电力系统中的应用不断深化先进的电力系统微机保护以及故障录波装置得到了积极的发展这些都推动了高压输电线路故障定位技术的进步。2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部分随着电力行业的不断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。因此及时、准确的发现和排除系统故障具有重要的现实意义。高压输电线路常见的故障及原因如表1所示。3当前系统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是电力系统研究的重要课题。根据应用的电力线路模型、故障测距的原理以及被测量和测量设备的差异输电线路故障测距的方法主要包括阻抗法以及行波法两类。3.1基于阻抗法的系统输电线路故障定位分析基于阻抗法的高压输电线路故障定位技术通过对故障情况下的电压、电流值的测量以及相关计算获得故障回路的阻抗参数鉴于高压输电线路的长度和阻抗成比例故据此能够求解出测量点与故障位置之间的实际线路距离。依据阻抗测距方法中测量的电气量位置的不同可以将其分为基于单端电压及电流量的单端算法、基于双端电压及电流量的双端算法两种。对于这两种方法可以从以下方面进行阐述：（1）关于单端算法。相对于双端算法单端算法具有造价不高、不会受到通信条件的制约、简单可靠等特点同时也存在测量距离精度偏低的缺点；（2）现代通信技术以及全球定位技术的不断发展促进了利用双端电气量的测距算法的实现。双端法能够从原理上克服单端法的不足能够实现更高精度的故障定位。同时依据数据同步方式的不同双端法可以分为自同步以及不同步算法。3.2基于行波法的输电线路故障定位技术基于行波法的输电线路故障定位技术借助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线路传输故障行波且其传播的速度与光速差不多利用这一点经过对行波传输至母线处所需时间的测量以及记录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原理行波定位法可以分为A、B、C、D等几种类型。当前电网厂站中一般都装设了微机保护、微机故障的记录设备现有设备能够满足工频故障定位的数据需求具有实现费用不高、便于实现的特点。然而常规的故障测距算法一般构建于相关的假设之上而实际的电网运行情况与理论之间存在一定的误差。对此可以通过合理的误差补偿措施以及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。以实际应用中的行波法为例在具体的输电线路故障定位中该方法容易受到很多具体的工程因素的限制。例如当系统的高压输电线路穿越区域土壤的电阻率存在不均匀现象且受季节等的影响而产生变化易使线路导线的参数产生频变该现象对容易使得行波的传输速度产生不确定性。3.3故障定位系统设计举例考虑到单端行波法在实际应用中的不足本文以双端行波定位法为对象进行研究。实际中电力系统高压输电线路的故障定位涉及硬件以及软件的设计两个部分以硬件部分的设计为例系统硬件环节的主要功能在于对行波信号的采集。高压输电电路故障后产生的电压行波信号通过相应的传感器后要经过两方面的处理一方面传输到系统的采样启动单元另一方面被传输至高速采集模块。当相应的行波启动要求得到满足时系统通过A/D转换开始进行相关模拟信号的采集操作与此同时系统的GPS同步时钟将采样启动时间进行记录并与行波的波形一起存储到相应的工控设备之中。线路两端的数据进入主控室的工控设备并完成相关的故障定位分析工作。如果电力系统网络产生过电压该过电压信号被相应的电压传感设备采集并通过有关的信号调理步骤后会达到系统的数据采集卡在此处将采集到的模拟信号转化为对应的数字信号值并进行存储。作为整个