高壓輸電線路故障定位綜述

1、浙江大學(xué)電氣工瑕學(xué)院王東舉周浩高壓輸電線路故障定位綜述對(duì)高壓輸電線路現(xiàn)有的各種故障測(cè)距方案進(jìn)行了歸納總結(jié)?，F(xiàn)有的測(cè)距方案可分為有線路參數(shù)定位警暫態(tài)行波定位秀丈類。這兩大類秀寨按數(shù)據(jù)來源又可致分割再分為孽壤定位方案與雙縷定俊方案。文章簡(jiǎn)略介紹了這些方案的算法原理，并對(duì)其特點(diǎn)及應(yīng)用效果怍了一定的評(píng)價(jià)，最后對(duì)這些方案的不同應(yīng)用范圍作初步探討。高壓輸電線路故障測(cè)距是電力系統(tǒng)的重可能進(jìn)一步發(fā)展成為永久性故障造成該條線路斷電。因此，及時(shí)找到故障位置并消除故障及隱患，對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有重要意義。高壓輸電線路故障一般發(fā)生在朽塔處，：安絕緣子蠢穿、沿面放電等，因此高壓線路對(duì)于故障的定位精度只要求達(dá)到兩級(jí)桿

2、塔間距即可，在這個(gè)精度下就可以確定是哪一級(jí)稈塔發(fā)生了故障。桿塔問的鶼距一般在，之間，也就是說如果定位精度能達(dá)到要課題之一。高壓輸電線路一般都在以上，所經(jīng)過的區(qū)域徒往地形復(fù)雜，在故障發(fā)生后采用巡線的方式森找故障位置費(fèi)時(shí)費(fèi)力，兩且采用這種方法找剿故障點(diǎn)所需的時(shí)閬也楚電力系統(tǒng)不能接受的。另外，對(duì)于高壓輸電線路上發(fā)生最多的暫時(shí)性故障如絕緣予老化，樹枝觸碰引起的暫時(shí)短路，以及線路落雷等，巡線也很難我到故障位鬣。曾發(fā)生過暫時(shí)性故障的地方，電氣絕緣可能會(huì)存在缺陷，再次發(fā)生故障的概率會(huì)大大增加，并有這個(gè)范圍，這個(gè)方法才具較好的實(shí)際使用價(jià) 嘭蘭勇蛹年第卷第期瓣值。高壓線路故障定位的方法可分為兩大類：一是線路參數(shù)

3、定位；二是豁態(tài)行波定位。另外茲可以按致得數(shù)據(jù)的朱源分為單端定位與雙端定位兩種方式。這些定位方法各有優(yōu)點(diǎn)及不足?？傮w來說，利用線路參（）故障電流相位修正法文獻(xiàn)【】還介紹了故障電流相位修正法，該方法利用線路一端電壓電流同故障點(diǎn)處電流的數(shù)量關(guān)系，到毒由嚆篋方程與穗位方程組成方程組，通過迭代計(jì)算故障點(diǎn)位置。該測(cè)距方案算法與前面所述的零序電流相位修正法相類似，但其數(shù)定蘊(yùn)設(shè)備投入較小，徨定位原理復(fù)雜，定位算法豹設(shè)計(jì)與線路分布參數(shù)、運(yùn)行方式、運(yùn)行阻抗及負(fù)載電流等因素密切相關(guān)，定位精度不易控制，通常只在短距離輸電線路中才有較好豹應(yīng)耀效果；剃建暫態(tài)行潑定位的設(shè)備投入較大，但該類方法定位原理簡(jiǎn)單，定位精度與線路情

4、況基本無關(guān)，多用于長(zhǎng)距離輸電線路中，尤菸近年來隧著濺量技術(shù)的不斷進(jìn)步，這種方法的實(shí)際應(yīng)用日益廣泛。下面將對(duì)這些方法逐一作介紹，并對(duì)它們的定位效果作評(píng)價(jià)。在迭代轂斂效果要斃零序毫流相位修正法好，文獻(xiàn)【】中的仿真測(cè)試研究結(jié)果表明，使用該方法求得的線路故障點(diǎn)，最大偽根出現(xiàn)攀為，且其大部分時(shí)候偽攝率都在以下，因院徽為一個(gè)短距離線路敦障濺距算法，還是有一定的應(yīng)用價(jià)值的。（）解方程法文獻(xiàn)【也介紹了解方程法，該方法列出茲方穰組與上述掰釋算法方程穗圊，蠡羹上述鮑零序電流相位修正法與敝障電流相位修正法，實(shí)際上是該方案的一種迭代求解算法。解方程法也可細(xì)分為解零痔方程法與解歪序方程法。該方法將方纛韁逯過代換和消元，

5、得到一個(gè)以故障點(diǎn)位置為未知數(shù)的一元二次方程，最后求解該方程并取有意義根即為敝障點(diǎn)的位置。實(shí)際上解方程法與迭代法的效果是一樣的，文獻(xiàn)線路參數(shù)定位線路參數(shù)定位這一大類方法又可按所測(cè)量數(shù)據(jù)的來源進(jìn)一步纓分梵肇藕法與雙譙法。單端測(cè)距法單端測(cè)距法不受通信技術(shù)條件與信號(hào)同步的限】中的仿真實(shí)驗(yàn)也說明這一點(diǎn)，使用零序方程法所褥的結(jié)果曩攆鎊根率較高，最大可達(dá)。，囂蘢序方制，所以受舞了很大的關(guān)注?；诰皖惙椒ǖ乃惴ㄖ饕辛阈螂娏飨辔恍拚?、故障電流相位修正法、解程法所得結(jié)果中偽根率較低，最大為，但大部分在以下。這些與上面的電流相位修正法得到的結(jié)論是一致盼。因此也可以認(rèn)為零序電流穗位修正法和故障電流相位修正法與解方

6、程法是同一類方法。方程法、解微分方程法、單端負(fù)序分量法、搜索法及參數(shù)辨識(shí)法等。但是，單端測(cè)距算法有一個(gè)無法克冀蔓的缺點(diǎn)，就是測(cè)距精度受對(duì)側(cè)運(yùn)行方式變化的影響楚不可控制的，雖然凼此人們提出了許多針對(duì)單端測(cè)距的謦正方法，但是還是不能從根本上克服這一在原理（）解微分方程法文獻(xiàn)，提出了求解微分方程豹方法來計(jì)算系統(tǒng)的救障位置。該方法的基本原理是根據(jù)電路理論列寫系統(tǒng)的微分方程，再將微分方程化為差分方程，通過方程代換消元最后得一個(gè)一次函數(shù)表達(dá)式，該函數(shù)以故障點(diǎn)位置占全線長(zhǎng)的鮑鑲為參數(shù)，這樣就可以采集設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)作為已知數(shù)據(jù)組，進(jìn)行最小二次擬合，就得到故障點(diǎn)位置。這種上的缺陷。（）零序電流相位修正法文獻(xiàn)介

7、紹了零序電滾相位修正法，該方法根據(jù)系統(tǒng)一端電壓與系統(tǒng)零序電流的熒系，磷高融電壓幅德方程及相角方程組成昀方程組，通過迭代計(jì)算故障點(diǎn)到該端點(diǎn)距離與全線路的長(zhǎng)度比，這樣就綴截了救驤位置。該算法較為筒單，所需測(cè)羹設(shè)備較少，編程容易。但這種方法也有較多算法計(jì)算量較小，不要求采樣數(shù)據(jù)的整周期，相對(duì)翦面的算法不需要有濾波裝置。從仿真結(jié)果看，該算法的精度較理想，且沒有方程法的偽根問題。是單端測(cè)距一種較好的算法。文獻(xiàn)】在這種算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，其在上述的缺陷，首先其采用的是集中線路模型描述系統(tǒng)線路，這對(duì)較長(zhǎng)距離輟電線路就會(huì)有較大的誤差；其次，該方法的迭代初餐選擇過于粗略，只楚簡(jiǎn)單地取為零，這程敝障點(diǎn)與端點(diǎn)電壓

8、電流相角相差過大的情況下，就會(huì)造成收斂點(diǎn)不是真正的故障點(diǎn)。另外，根據(jù)文獻(xiàn)】中對(duì)其進(jìn)行的大量仿真研究結(jié)果，采用該方法會(huì)求出較多偽根，其偽根率最大可達(dá)?？傮w來說，這種方法并不適合實(shí)際應(yīng)用。的算法完成尉，再利用該次的運(yùn)算結(jié)果估計(jì)系統(tǒng)對(duì)側(cè)的阻抗，然后根據(jù)這個(gè)對(duì)側(cè)的阻抗來修正系統(tǒng)故障點(diǎn)電流，這樣就可以消除部分故障過渡阻抗對(duì)定位精度的影響。但上述的方法均未考慮線路中的分布電容，對(duì)此文獻(xiàn)【】又對(duì)該方法傲進(jìn)一步的修正，運(yùn)用模糊理。，。了隳論解決故障過渡阻抗不定以及分布電容引起的誤差問法等。（）搜索迭代法文獻(xiàn)，提出了雙端搜索迭題，具有一定的參考價(jià)值。）蕈璇負(fù)序分量法文獻(xiàn)【羽中討論了對(duì)于同稈雙回線的敞障定位，提出

9、了單端負(fù)序分量法。該方法利用了系統(tǒng)的負(fù)序網(wǎng)與系統(tǒng)阻抗無關(guān)的性質(zhì)，避開了對(duì)系統(tǒng)兩端阻抗的討論設(shè)定，葵過程是蓄先對(duì)雙圈線路進(jìn)行線路參數(shù)解耦，線路采用分布參數(shù)模型，再列代法，該方法糊翔故藩線路硬端母線到敬瘴點(diǎn)電壓呈不斷下降趨勢(shì)的特點(diǎn)，運(yùn)用線路分布參數(shù)方程，找出從兩端電壓下降曲線的公共點(diǎn)即為故障點(diǎn)的方案。因?yàn)樗皇抢掣榷瞬杉祠W酶電愛電流基波幘值量，因此該算法對(duì)兩端數(shù)據(jù)的同步性要求并不高。該方案利用的測(cè)量設(shè)備較為簡(jiǎn)單，只需兩端采集得到的電壓電流王頻分量靜幅篷與麓位器羹可進(jìn)行計(jì)算，所需的兩寫負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中電流與電壓關(guān)系的方程，利用單端的電流分量攢警出方程進(jìn)行計(jì)算確定故障位囂。該方法避免了因電壓互感器的傳變

10、特性造成的誤差。（）單端搜索法文獻(xiàn)中提出了單端搜索法，這也是一種解決雙潮線單竭故障定位的方法。其先將雙回線的六根線進(jìn)行解耦運(yùn)算，然后將測(cè)量端測(cè)得的電壓電流采樣信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，取出基頻分量，再進(jìn)行派克變換將三栩參數(shù)轉(zhuǎn)化為歪負(fù)零三序參數(shù)，然后再運(yùn)用三序網(wǎng)絡(luò)分別列出故障線路電路方程，沿線端信息傳輸量很小，算法也較易實(shí)現(xiàn)，從文獻(xiàn)【中的仿輿結(jié)果來看精度還是可以的。但是就實(shí)際而言，由予敝障發(fā)生后憋很短時(shí)閹湊，系統(tǒng)內(nèi)電壓電流酌菝譜成分相當(dāng)復(fù)雜，對(duì)裝置的濾波能力要求較高，該算法也需要精確測(cè)量測(cè)距線路的線路參數(shù)，這些因素在很大程度上影嚷了該方法昀實(shí)際應(yīng)熊聯(lián)接廣。文獻(xiàn)在這種方法的基礎(chǔ)上提出了對(duì)雙回線線路的故障測(cè)

11、距方案，其采用正序電壓的故障分量，將沿線路搜素電壓最低點(diǎn)乍為故障點(diǎn)，并對(duì)搜索的模糊隧進(jìn)行了討論，給出了一種平均值法減小誤差的路計(jì)算電壓與電流三序量，計(jì)算故障點(diǎn)過渡阻抗，如果計(jì)算出的阻抗的虛郟關(guān)零，夔該點(diǎn)鄹為數(shù)障點(diǎn)。融于該方案中解耦，派克變換對(duì)線路參數(shù)的精確程度依賴很大，因此在不確定因素較多的實(shí)際測(cè)量中，會(huì)有較大的誤差。方案。文獻(xiàn)】是針對(duì)多端電網(wǎng)絡(luò)提出的，其利用各個(gè)線路阻抗及黠短路故障電滾的分配情況來確定故障點(diǎn)的位置。文獻(xiàn)提出了另一種搜索故障點(diǎn)的方法，該方法（）模型參數(shù)辨識(shí)法針對(duì)單端算法精度受線路對(duì)側(cè)影響大的特點(diǎn)，文獻(xiàn)在原有的解微分方程法魄基礎(chǔ)上，提出了霆一模型參數(shù)辮識(shí)法。該方法采用加入模量分析

12、方法，構(gòu)造出與故障類型對(duì)應(yīng)的敞障分量網(wǎng)絡(luò)及其相應(yīng)的微分方程，再將該方程與原有酶故障狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)微分方程聯(lián)立方程組，消去未知數(shù)得到基于瞬時(shí)采樣值的時(shí)域測(cè)距方程。該方程以故障距離、過渡電阻以及對(duì)側(cè)線路狀況為未知參數(shù)，這種比原有的微分方程法多一個(gè)方程的算法消除了對(duì)鍘對(duì)定位精度的影響，提高了單端法故障定位精度。但由于根據(jù)輸電線路的分布參數(shù)模型，采爝對(duì)稱分量法，推導(dǎo)出含有故障距離與兩端采樣不闊步角兩個(gè)未知量的測(cè)距方程。通過搜索不同的值，并由該角度值計(jì)算出不同的距離德薹，因?yàn)榫嚯x值必必實(shí)數(shù)，如果計(jì)算出的的虛部為零，此時(shí)的值即為麗端的相角差值，其相應(yīng)的結(jié)果即為故障點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)的距離。文獻(xiàn)，通過對(duì)線路琵端采集到電壓

13、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行（離散傅里葉變換）和（移位離散傅里葉變換）變換，將其分解為各次諧波，再根據(jù)不同次諧波分剮建立線路的分東參數(shù)摸型，鍘出方程組求解故障位置。對(duì)這些故障定位方法進(jìn)行仿真并計(jì)算誤差，結(jié)果表明將運(yùn)用到故障定位中可改善算法的定位精度，并可增加算法的穩(wěn)定性，使計(jì)算結(jié)果的精度受環(huán)境條件變化的影響更小。但是，這種方法在線路兩端近處故障且過渡電阻其仍然采用集中參數(shù)線路模型且并未考慮分布電容，對(duì)較長(zhǎng)躡離線路的定位效果仍不理想。雙端測(cè)距法雙端測(cè)距法在原理上可以實(shí)現(xiàn)故障俄置的精確定位，克服了單潺方法的缺陷，但是由于霰要雙端信息傳遞，而且大部分雙端算法對(duì)信怠傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求較高，這在雙端算法的早期發(fā)展中帶來了

14、不少困難。隨著自動(dòng)他技術(shù)的發(fā)展、信息傳輸技術(shù)的不斷進(jìn)步，雙端算法澎用的條件茜益完善，蟊前出現(xiàn)了很多基于通道的雙端測(cè)距算法，如搜索迭代法、相位修正定位很小時(shí)，可鍾會(huì)產(chǎn)生偽根，文獻(xiàn)詳細(xì)闡述討論了這種情況，給蹬了通過檢查所找戴的故障點(diǎn)處電壓是否怒全線最低，以此來判斷所得結(jié)果是否偽根的輔助判攮，是對(duì)該方法的一種有效的修菠。法、雙端時(shí)域參數(shù)識(shí)別法、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納法以及最小二乘嘭乏毒螺年第卷第期（）雙端相位修正定位法文獻(xiàn)提出了雙端相位修正定位方法，其做法是先設(shè)線路上故障的位置為，根據(jù)傳輸線路的模型，歹溺關(guān)于兩端電壓電流的方程組，再將得到的方程實(shí)部虛部分開計(jì)算，得到一個(gè)關(guān)于兩端相位差的方程，通過迭代計(jì)算出兩端數(shù)據(jù)

15、的相位差，最后裰據(jù)這個(gè)相位差利翔上面的方程得到液障點(diǎn)的俄置，算法類似于單端的故障電流相位修正法。仿真表明該方法對(duì)故障的類型及過渡阻抗的大小并不敏感。并不適用，而對(duì)于較短的對(duì)稱中雁線路則有一定的利用價(jià)值。暫態(tài)行波定位在電力系統(tǒng)中由于運(yùn)行狀態(tài)的突然變化，會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)的電壓與毫流行波。行渡在架空線路中的傳輸速度撼本不受線路情況的影響，因此可以利用行波到達(dá)的時(shí)間來計(jì)算故障的位囂，這一類方案適會(huì)長(zhǎng)距離輸電線路酶測(cè)鼗。僵壺予電壓互感器存在磁澄效應(yīng)和避雷器對(duì)測(cè)量端電壓的影響，在目前的技術(shù)條件下電壓行波還無法獲取，所以現(xiàn)階段的應(yīng)用中都使用電流行渡。暫態(tài)行波定位法按其簇瑾可分為、六種類型卅¨。行波測(cè)距都

16、需要有相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)算法，最常用的是穰焉小波分析檢漂行波信號(hào)，這在實(shí)際中已取得了很好的應(yīng)用效果，文獻(xiàn)，是這一類方法應(yīng)用的具體實(shí)例以及相關(guān)的硬件軟件開發(fā)方案。在后面將對(duì)（）雙端時(shí)域參數(shù)識(shí)別法文獻(xiàn)瑚出了雙端時(shí)域參數(shù)識(shí)別法，該方法利用均勻傳輸線的分布參數(shù)模型，推導(dǎo)出線路上電疆的沿線沿時(shí)分布，然后通過我尋在一段時(shí)間內(nèi)兩端推算電壓最小值點(diǎn)，將該點(diǎn)作為故障點(diǎn)，從而確定故障位置。該方法不需要濾波提取工頹分量，只使用采集裝萋直接栗褥的數(shù)據(jù)，文獻(xiàn)【】中的仿真結(jié)果表明該算法定位效果理想，且對(duì)線路長(zhǎng)度及分布參數(shù)的變化有一定的抗干擾能力。但該方法對(duì)兩漾采集酶數(shù)據(jù)圈步要求較翥。（）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納法節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納法根據(jù)傳輸線分布參數(shù)

17、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程和故障電力傳輸線邊界條件，列出基于頻城的故障傳輸節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方稷牡，。該方程以電力傳輸線兩端電氣量為變量，其具體推導(dǎo)過程見文獻(xiàn)【，。方程的未知量為線路的故障過渡阻抗，通過小浚分櫥算法作籬要的貪紹。型測(cè)距原理這種測(cè)距方法采用的是單端測(cè)距方案，可以用圖慕說明。圖中測(cè)躐裝置裝在瀑，在故障點(diǎn)處產(chǎn)生的行波網(wǎng)將輸電線路不同距逡作為參數(shù)代入方程可求得對(duì)應(yīng)該點(diǎn)的過渡阻抗，因?yàn)檫^渡阻抗為純電阻，因此找到能使結(jié)果為實(shí)數(shù)的點(diǎn)即為故障點(diǎn)。該方法不要求線路參型測(cè)距原理圖數(shù)對(duì)稱，對(duì)過渡電阻大小不敏感，不足之處是計(jì)算必需要有精確的線路參數(shù)以及高性能的前鼴濾波設(shè)備。（）最小二乘法最小二乘法使用集中參數(shù)模型，根據(jù)基爾霍

18、夫定理到寫關(guān)子系統(tǒng)巾電壓與電流的微分方程，再進(jìn)行代換并消去多余的未知數(shù)，然后做離散化處理化為差分方程。該方程是以故障點(diǎn)位置為未知數(shù)的一次方程，且其已知量是邀已知豹線路參數(shù)和兩端采集得到的電邂電流瞬間蚩。再統(tǒng)計(jì)兩端電壓電流瞬時(shí)值，做最小二乘擬合求得該未知的故障點(diǎn)位置。這種使用多個(gè)采集點(diǎn)統(tǒng)計(jì)擬合的處理可以修正因噪聲信號(hào)造成的誤差。該方案所需用到的數(shù)據(jù)數(shù)量少，不需要復(fù)雜的濾波裝置來提取工頻分量，到算步驟也較籬單且易于編程進(jìn)行，但其需要兩端采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確同步，對(duì)線路則要求線路三相參數(shù)嚴(yán)格對(duì)稱，線路參數(shù)已準(zhǔn)確測(cè)得。這對(duì)在實(shí)際中并不對(duì)稱的高壓輸電線路中向鼴端特播，闥端贊播鮑行渡先到達(dá)燃胸裝置并被檢測(cè)出來，

19、記下這個(gè)時(shí)刻，向端傳播的行渡在到達(dá)端后發(fā)生反射，反射波回到故障點(diǎn)處又發(fā)生透射與反射，其中透射波到達(dá)端并被裝置捻測(cè)到，再記下這個(gè)時(shí)刻，。然后就可以根據(jù)行波在線路中的波速計(jì)算出故障點(diǎn)的位置。設(shè)故障點(diǎn)距端的距離是菇，燹根據(jù)瀚中關(guān)系可褥到也）一曲整理可得（）戊一掣該方案需要對(duì)接收的反射波進(jìn)行判斷，因?yàn)樽钕鹊竭_(dá)端的行波，在端與故障點(diǎn)處發(fā)生兩次反射后可能比在端反射的行波還要更早瓢達(dá)端，這個(gè)時(shí)候就要判斷是不是從端反射過來的行波。這個(gè)判斷可根據(jù)如下驤理進(jìn)行：因?yàn)榫€路母線的波阻抗一般?！氨染€路波阻抗要小，行波在母線處的反射波將與入射波相位相反，同樣，在故障點(diǎn)處的行波發(fā)生反射時(shí)也將反捆，焉透射不反相，這樣，跌端茨

20、袈過來的行波將與最先到達(dá)端的行波的相位相反，而在端與故障點(diǎn)處發(fā)生兩次反射的行波相位與最先到達(dá)端的行波裰位相霹。依據(jù)這一原安就可以攤除兩次反射波可能帶來的干擾。該方案的精度比較高，所需的設(shè)備投資也較小，的距離為犯一，）（）方案相比于方案只需要檢測(cè)到第一個(gè)到達(dá)設(shè)備的行波波頭即可，這樣就避免了是否為其他母線反射波豹判斷，實(shí)現(xiàn)起寒燹熱容易，毽設(shè)備麓對(duì)馱潰到端的通信信道可靠性要求較高，要求信道的傳輸時(shí)間必須恒定且已知，通信通道的投資過高，因此該缺點(diǎn)在于反射行波檢溺較為嗣難，同時(shí)存在冀譴栩鄰線路的反射行波的影響，文獻(xiàn)】給出了種消除相鄰線路反射行波影響的過濾方案，對(duì)該問題的解決有一定的饞震。文獻(xiàn)在型定位原理

21、的基懿±提出定義行波到達(dá)測(cè)量點(diǎn)時(shí)間和行波速度的選取問題，還提出方泰在實(shí)際審應(yīng)用并不廣泛。型測(cè)距原理型測(cè)距基本原理是利用脈沖發(fā)射波與反射波的時(shí)豳差來確定敞障距離，類叛于雷達(dá)的定位廉理，可以用圖來詳細(xì)說明。閣中故障發(fā)生在點(diǎn)，線路全長(zhǎng)為，點(diǎn)躐端的距離為。麩鹺端發(fā)出測(cè)度脈沖波，該脈沖鍘達(dá)故障點(diǎn)處后發(fā)生反射，返圈點(diǎn)。設(shè)從端發(fā)爨弒沖爨該脈沖在故晦點(diǎn)處的反射波返回到點(diǎn)共用時(shí)間為，那么根據(jù)行波的波速可以很容易得出故障點(diǎn)到端的距離為圖型測(cè)距原理圖小波類型及分解尺度的選取對(duì)定位精度影響的問題。文獻(xiàn)文獻(xiàn)【】詳縫討論了熱何在不圖的兩鏷母線接線方式下濾除干擾戚射行波的問題，其中文獻(xiàn)】還根據(jù)兩側(cè)姆線不同的搭配類

22、型，將型定位方案細(xì)分為標(biāo)準(zhǔn)、擴(kuò)震及綜合摸式，以應(yīng)對(duì)不同雙鏷情況下有效行波波頭的選擇。文獻(xiàn)貝討論了型方案中的正負(fù)零三序行波對(duì)定位的意義，提出了使用地模分量進(jìn)行輔助定位的測(cè)距方案。黧測(cè)距原理這種測(cè)距方法類似于型原理，但利用的是雙端酶設(shè)備，可歸為雙端測(cè)距法，共具零原璦可矮圖來輔助說明。在線路的處發(fā)生故障后，由故障產(chǎn)生的￥：羔生蓋。：一（），該方案只需紀(jì)錄在脈沖波發(fā)出后到達(dá)端的第一個(gè)發(fā)射波臻可，波頭的提取比型容易，同時(shí)該方案是單端測(cè)距，不需要兩端的時(shí)鐘同步。從實(shí)現(xiàn)設(shè)備到判斷依據(jù)來看，該方案是最簡(jiǎn)單的，而且定位精度可圈鱉測(cè)蠹垂漂瀵塑暫態(tài)行波沿線路向兩端以達(dá)戮匕前兩種定位方式更高【】。但很裴顯該方案只適合

23、于永久性故障的定位，并且對(duì)短路故障要求過渡電阻不能太大，而不適合于在輸電系統(tǒng)中最多的短暫傳輸，當(dāng)行波到達(dá)端時(shí)，被端安裝的設(shè)備檢測(cè)到，端設(shè)備開始計(jì)時(shí)，設(shè)該時(shí)刻為，端也嗣樣裝有檢測(cè)設(shè)備，當(dāng)端安裝的設(shè)備檢測(cè)鍘從故障點(diǎn)發(fā)出的行波后，就向端設(shè)備發(fā)出一個(gè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)到達(dá)端并被接收機(jī)接收到后，端停止計(jì)時(shí)，設(shè)該時(shí)亥為，現(xiàn)在已經(jīng)知道從端設(shè)備發(fā)送信號(hào)到湍接收到信號(hào)的時(shí)間為。，顯然行波到達(dá)端比到達(dá)端要早，設(shè)這麗個(gè)時(shí)刻的時(shí)闌差為，可得：（）故障，這個(gè)明慰缺貉使型在實(shí)際中很難得到應(yīng)用。型測(cè)距原理型測(cè)距基本原理是利用故障點(diǎn)處產(chǎn)生的行波到達(dá)線路囂端時(shí)閩之差來計(jì)算故障地點(diǎn)的位置的，可以用閣來說明。圖中故障發(fā)生在點(diǎn)，線路全長(zhǎng)

24、為，點(diǎn)距端的距離為。設(shè)故障點(diǎn)產(chǎn)生的暫態(tài)行波到達(dá)潮產(chǎn)一。如果為負(fù)，說明行波先到達(dá)端。那么根據(jù)行波在線路上的波速，就可以算出故障位置到湍型測(cè)遴原理圖嘭羔勇穗年第糊期鰳 端的時(shí)刻為。，到達(dá)端的時(shí)刻為。那么根據(jù)行 波的速度可以很容易算出故障點(diǎn)距端的距離為 三（。一） 障點(diǎn)后發(fā)生反射后再返回?cái)嗦菲魈帲ㄟ^記錄下從斷 路器分閘到收到反射回來的行波的時(shí)間，就可以根據(jù) 行波的速度計(jì)算出故障點(diǎn)的位置，該方案可以有效地 避開斷路器側(cè)母線其他出線的干擾，但是同樣存在反 射回來的行波的極性判斷問題。 （） 該方案只需提取最先到達(dá)的暫態(tài)行波波頭時(shí)刻即 可完成定位【，因?yàn)樽钕鹊竭_(dá)兩端的行波波頭幅值最 大，不易受到噪聲信號(hào)

25、的干擾，所以該方案相對(duì)型 方案不需要進(jìn)行復(fù)雜的判斷，避免了因噪聲及相鄰線 路干擾而造成誤判情況的發(fā)生。該方案所需測(cè)量設(shè)備 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 針對(duì)線路故障的狀態(tài)受到許多不確定因素的影 響，文獻(xiàn)提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障測(cè)距方 法，但神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方案需要大量的實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 訓(xùn)練才有可能得到較好的效果，而電力系統(tǒng)故障數(shù)據(jù) 不可能很多，因此，這種方案在現(xiàn)階段只能用于仿真， 而并不能用于實(shí)際使用中。 較復(fù)雜，線路兩端都需要安裝測(cè)量裝置，設(shè)備投入大， 而且該方案還需要兩端數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確同步。在現(xiàn)在的技 術(shù)條件下，一般采用技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩端的時(shí)鐘同步， 時(shí)鐘同步誤差在“以內(nèi)，由該誤差造成的測(cè)距 誤差約為，這在實(shí)際的高壓

26、輸電線路故障定位中 已經(jīng)足夠了【。從文獻(xiàn)，中的近些年實(shí)際運(yùn)行情 況來看，型測(cè)距方案抗線路參數(shù)變化干擾的能力強(qiáng)， 可適用于大部分運(yùn)行方式下的輸電線路，故障定位精 度也很理想。我國(guó)西北電網(wǎng)的第一條級(jí)輸電線 官亭至蘭州線使用的故障測(cè)距裝置就屬于這 一類應(yīng)用的例子。其在年月日進(jìn)行的兩次實(shí) 地實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差都在以內(nèi)，這有力地證明了該方 案的定位準(zhǔn)確性。型測(cè)距方案相對(duì)于其他行波測(cè)距 方案的主要困難在于兩端數(shù)據(jù)的時(shí)鐘同步，在實(shí)際的 研究中發(fā)現(xiàn)，接收機(jī)輸出的同步脈沖會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)， 衛(wèi)星失鎖及時(shí)鐘跳變等問題，因此其輸出的時(shí)鐘脈沖 往往不能直接利用，必須附加高精度的守時(shí)時(shí)鐘以消 除失準(zhǔn)的同步信號(hào)【 。 小波原理 小波

27、分析源自于變換，傳統(tǒng)的變 換只能對(duì)信號(hào)的全局進(jìn)行頻率分析，雖然變 換能很好地刻畫信號(hào)的整體特性，但卻不能提供信 號(hào)在時(shí)頻上的任何局部信息。而實(shí)際的工程應(yīng)用 比較感興趣的是信號(hào)在局部范圍內(nèi)的特性，為滿足 信號(hào)在時(shí)域上的分析要求，曾對(duì)變換作過改 進(jìn)，即加窗變換，其方法是運(yùn)用固定短時(shí)窗， 通過沿時(shí)間軸平移該窗口完成對(duì)信號(hào)的分析，提取 出信號(hào)的時(shí)間頻率特性，但是這種固定的時(shí)間窗在 分析頻變信號(hào)時(shí)仍有局限性。小波變換的分析窗口 則具有自適應(yīng)性，減小窗口內(nèi)寬度，得到的就是高頻 段信號(hào)分量，反之得到的就是低頻段信號(hào)分量。小波 分析對(duì)奇異信號(hào)非常敏感，因而特別適合分析奇異 性強(qiáng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)信號(hào)【。 該方案是

28、實(shí)際應(yīng)用最多的一種方案，市場(chǎng)上已有 成品銷售，實(shí)際的誤差都較為滿意。該方案的實(shí)現(xiàn)重 點(diǎn)在于提取波頭時(shí)間，由于測(cè)量中存在不可消除的噪 聲干擾，對(duì)波頭的提取造成了一定的困難，文獻(xiàn)， 提出了幾種有效消除噪聲誤差的方法可供參考。 小波是由一個(gè)滿足條件（力的函數(shù)通過平 移和放縮而產(chǎn)生的一個(gè)函數(shù)族 型測(cè)距原理 。（力：口廣 （三）以，尺（） 文獻(xiàn)沖提出了型測(cè)距原理，即利用故障重合 閘時(shí)產(chǎn)生的行波到達(dá)故障點(diǎn)再反射回到測(cè)量端，記錄 下這段時(shí)間來計(jì)算故障點(diǎn)的位置，這種方案與型方 案類似，只適合于永久性故障，且還受到合閘時(shí)刻測(cè) 量準(zhǔn)確度的限制，因此，這種方案尚在研究中。 式中，（）為小波基函數(shù)，口為尺度因子，為平

29、移 因子。 常用的小波有小波，小波，樣條 小波和雙正交小波等。 小波變換可分為連續(xù)小波變換與離散小波變換， 這是根據(jù)其尺度因子是連續(xù)變化，還是取一系列離 散的值如的整數(shù)次冪而進(jìn)行的分類。在實(shí)際應(yīng)用中 離散小波變換應(yīng)用得較多。 型測(cè)距原理 文獻(xiàn)以型和型測(cè)距原理為基礎(chǔ)，提出了 型測(cè)距方案，其原理就是根據(jù)故障線路源端的斷路器 分閘瞬間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)行波進(jìn)入線路，這個(gè)行波到達(dá)故 嘲 在離散小波分析中，常用到多分辨分析的信號(hào)分 解算法，具體做法是將信號(hào)在時(shí)間和頻率不同的多個(gè) 尺度上遂行分解，蔣提取所需的特征。對(duì)于既， 提出了構(gòu)造尺度函數(shù)妒與小波函數(shù)（：的理論和方法， 稱為多分辨分析（ ），其做法是先 結(jié)束語

30、 線路參數(shù)測(cè)距方案遙蔫于短躐離且線路結(jié)構(gòu)筒 單的輸電線路，并可利用線路上原有的測(cè)量設(shè)備，硬 件的投入成本少。行波測(cè)距方案適用于長(zhǎng)距離輸電 線路，需要配備專】的嵩逮采樣濺量設(shè)備，疆結(jié)成本 選取一縫低通濾波瀑系數(shù)磊；，通過褻足度方程嘲確 定尺度函數(shù)妒，再根據(jù)矗。確定高通濾波系數(shù)），最 后確定小波函數(shù)（：。并針對(duì)其提出了一套適合計(jì)算機(jī) 及二次側(cè)改造成本較大。雙端測(cè)距方案的精度普遍 優(yōu)于單端方寨，但雙端通信成本較高，且會(huì)使設(shè)備的 復(fù)雜程度大大增熱，因魄，在實(shí)際應(yīng)舞中可豹情選爰 這兩類方案。如對(duì)出線較多的短線路，可以采用單端 編翟計(jì)算靜快速算法，稱為分解算法與重 構(gòu)算法，其用公式表示如式（）和式（）所示

31、： 分解公 法以降低觀測(cè)站設(shè)備復(fù)雜程度，提高可靠性。對(duì)出線 醛一妒 少酶長(zhǎng)線路，糞多使焉精度較高盼雙淄法。貌羚，在 （） 孫。 行波測(cè)距中，選用不同的小波函數(shù)，對(duì)采樣信號(hào)做分 析所得到的結(jié)果不盡相同，目前對(duì)于如何針對(duì)不同 靜線路及故障類型選攆小波類鍪分析可褥裂最好的 效果尚無成熟結(jié)論，可作為提高行波測(cè)距精度一個(gè) ， 皤 式，、 式如下： 重構(gòu)公式 礦， 髯譬 從分解公式可以看遺，舔進(jìn)行一次分解， 尺度系數(shù)的個(gè)數(shù)就減少一半，這被稱為二抽取， ，該性質(zhì)在信號(hào)壓縮算法中很有用。相應(yīng)的重構(gòu)公 探討的方向。回 ，產(chǎn)一。川，一。川，。（） 參考文獻(xiàn) 【】覃劍，麓維毒，鄂金鴛，等輸電線黲蕈端 行波澳距法和雙

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