架空輸電線路故障測距方法

架空輸電線路故障測距方法摘要：當電力系統(tǒng)的輸電線路在發(fā)生故障的時候，為了能夠有效的減少巡線的負擔，那么就需要對故障進行測距，這樣能夠節(jié)省大量的物力和人力，從而使得運行的可靠性得到有效地提高，線路也能夠快速的恢復供電，因停電而造成的綜合經(jīng)濟損失也能夠降低。本文主要針對架空輸電線路故障測距的方法進行分析。關(guān)鍵詞：架空輸電線路；故障測距；方法最近幾年，使用雷電定位系統(tǒng)能夠有效地解決因為雷擊造成的架空輸電線路故障的定位問題，但是對于非雷擊造成的線路故障問題卻沒有好的辦法解決。那么在對故障進行定位的時候就只能夠依靠設(shè)置在變電站的故障測距裝置。下面就對常用的一些故障測距的方法進行簡單的介紹。一、阻抗測距法的介紹故障分析法如今已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，具體來講，如果系統(tǒng)運行方式和線路參數(shù)已經(jīng)被掌握，那么我們可以將測量裝置得到的電壓電流給應(yīng)用過來作為函數(shù)，之后加上故障錄波記錄的故障數(shù)據(jù)，就可以有效地構(gòu)建電壓電流回路方程，這樣故障距離就可以計算出來。1.1利用單端數(shù)據(jù)的故障分析法阻抗法、電壓法以及解方程法等都是借助于單端數(shù)據(jù)的故障分析法，阻抗法指的是有故障出現(xiàn)時，對線路一端的電壓電流進行計算，然后將故障回路的阻抗給求出來，因為有正比關(guān)系存在于測量點和故障點之間，那么故障距離就可以被求出來。電壓法指的是如果輸電線路的某一部位出現(xiàn)了故障，將故障點處電壓的最小值給充分利用起來，來科學計算故障相電壓的沿線分布情況，在找出來故障相電壓的最低點之后，就可以實現(xiàn)故障測距的目標。通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)，前者計算方式太過復雜。1.2利用雙端數(shù)據(jù)的故障分析法借助于雙端數(shù)據(jù)的故障分析法，包括多種類型，如借助于兩端電流一端電壓的方法、解微分方程的方法等。1.3影響故障分析法測距精度的因素①線路參數(shù)的測量，要對多種條件進行假設(shè)，方可以計算輸電線路參數(shù)，但是無法符合現(xiàn)場實際情況，很多因素都會影響到高壓輸電線路的參數(shù)，如沿線地質(zhì)、氣候、大地電阻率的分布等，并且季節(jié)的改變，也會影響到線路長度，容易有測距誤差產(chǎn)生。②工頻電氣量的采集問題，因為將工頻電氣量應(yīng)用到算法中的電流和電壓中，而非周期分量、工頻量和各次諧波分量都存在于故障暫態(tài)過程電流和電壓中，因此，在故障測距之前，需要數(shù)字濾波采集到的各種數(shù)據(jù)。③采樣數(shù)據(jù)的同步性問題，將同步算法應(yīng)用過來，首先就需要對線路兩端同步采樣的問題進行解決，實踐研究表明，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步方法出現(xiàn)了諸多的問題。那么就可以應(yīng)用先進的GPS技術(shù)，但是需要配備一些硬件設(shè)備，如GPS接收裝置等，需要較高的造價成本，同時，GPS只有可靠穩(wěn)定的運行，方可以開展測距工作。④信息的采集會受到現(xiàn)場硬件的延遲，那么數(shù)據(jù)同步無法真正的實現(xiàn)，因此，就在一定程度上限制了它的應(yīng)用。1.4阻抗測距法的應(yīng)用阻抗測距法已被廣泛應(yīng)用在各類微機保護裝置和故障錄波測距裝置中，成為主要的故障測距方法,如某電分公司所使用的微機線路保護裝置和故障錄波測距裝置都采用阻抗法進行故障測距。盡管阻抗測距法受故障類型、故障電阻和線路對端負荷阻抗的影響較大，誤差一般較大，且在高阻故障和閃絡(luò)故障時用阻抗法測距在精度方面很難滿足實際運行的要求。但運行經(jīng)驗證明,阻抗測距法仍能滿足實際運行中出現(xiàn)線路故障時的測距要求,能夠發(fā)揮較好的作用。如220kV新塘變電站110kV新水線和110kV新南甲線兩起受外力破壞導致單相接地故障跳閘的事故中,線路保護裝置均能較準確地測量出故障點的距離。給快速組織搶修和縮短恢復送電時間創(chuàng)造了條件。二、行波測距法的介紹2.1行波測距法的基本原理當輸電線路發(fā)生故障的時候，在線路的故障點就會產(chǎn)生向兩端運行的暫態(tài)行波，如果暫態(tài)行波在傳播的過程當中遇到的介質(zhì)不均勻的話，暫態(tài)行波就會發(fā)生反射和折射，在母線和線路故障點的地方，暫態(tài)行波就會發(fā)生投射和反射，而行波測距法主要就是利用這兩個波頭之間的時間差來完成對線路故障點的定位。2.2行波測距法的分類根據(jù)測量方式以及產(chǎn)生行波的種類不同，基于行波法的測距方法一般就可以分成A、B、C這樣三種類型。（1） A型行波測距法。主要就是利用線路故障點所產(chǎn)生的行波，然后根據(jù)行波的波速以及行波在線路故障點和測量點之間往返一次的時間來確定出線路故障點的距離。A型行波測距法所需要用到的裝置比較少，而且原理也比較簡單，同時A型行波測距法也不會受到對端負荷阻抗以及過渡電阻的影II向，在理論上可以達到比較高的精度。但是一直以來，因為對于線路故障點所產(chǎn)生的行波特性以及在三相線路上的傳播特性認識還不足，而且確定行波達到的時間以及信號采集的要求比較高，所以A型行波測距法并沒有得到很好的推廣應(yīng)用。（2） B型行波測距法。主要就是利用故障產(chǎn)生的第一個行波頭信號，然后借助通信通道來實現(xiàn)線路故障點的測距。B型行波測距法主要的優(yōu)點就是利用線路故障點所產(chǎn)生的行波第一次到達線路兩端的信號，這樣也就不會受到線路故障點投射波的影響。和A型行波測距法一樣，B型行波測距法對于行波達到的時間要求也非常的高，所以B型行波測距法基本上都是采用的GPS技術(shù)，同時和A型行波測距法相比較，B型行波測距法所需要用的裝置設(shè)備也更多一些。（3） C型行波測距法。主要就是采用脈沖發(fā)射裝置向已經(jīng)離線的故障線路發(fā)射直流脈沖或者高壓高頻脈沖，然后在根據(jù)高壓脈沖由脈中發(fā)射裝置到線路故障點的往返時間進行測距。C型行波測足巨法裝置和原理都比較的簡單，而且測距的精度也比較高，一直以來應(yīng)用都非常的廣泛。C型行波測距法主要有二次脈沖法和低壓脈沖反射法。C型行波測距法是對架空輸電線路故障測距一種比較有效和成熟的方法，現(xiàn)在國內(nèi)外很多的廠商都在生產(chǎn)這種裝置，而且離線測量也是C型行波測距法的一個特點。和前面兩種方法相比較，C型行波測距法需要比較大的設(shè)備投入。2.3幾種行波測距法的比較上述這幾種行波測距法都是通過對行波在線路當中的傳播時間的測定來確定線路的故障點。相比較之下，A型行波測距法在進行線路故障測距的時候所需要用到的設(shè)備最少，只需要在前端使用一個高采樣率的采集器就可以：B型行波測距法則需要穩(wěn)定性比較好的通信通道；C型行波測距法則需要脈沖發(fā)生器。從信息處理的過程來看，A型行波測距法需要對行波進行有效的區(qū)分，B型行波測距法和C型行波測距法則不需要。從測量的區(qū)域來說的話，A型行波測距法和C型行波測距法都存在?定的盲區(qū)，而B型行波測距法則不存在盲區(qū)。這幾種行波測距法都需要面對的一個問題就是對行波達到的時間進行準確的確定。結(jié)語阻抗測距法應(yīng)用時間長，且應(yīng)用范圍廣,被廣大電力用戶所普遍接受。但其在處理高阻故障和閃絡(luò)故障時的測距能力略顯不足,受故障類型和故障電阻的影響較大,測距精度不高等問題仍待解決。而行波測距法原理簡單、先進，測距精度受外部因素影響小,特別是雙端測距法在原理上有很大的優(yōu)勢，測距精度可達到較高的程度，但所需的硬件設(shè)施較多,投資相對較大。在實用性和經(jīng)濟性取得平衡的情況下,A型單端測距法較為適用，今后將會逐漸得到推廣應(yīng)用。參考文獻：黃文韜，王卓敏,劉永康.架空輸電線路故障測距的方法及應(yīng)用[J].廣東電力,2005,18(1):23-25.王雪濤.架空輸電線路故障測距方法探究[J].中小企業(yè)管理與科技旬