架空輸電線路故障測(cè)距方法

架空輸電線路故障測(cè)距方法摘要：當(dāng)電力系統(tǒng)的輸電線路在發(fā)生故障的時(shí)候，為了能夠有效的減少巡線的負(fù)擔(dān)，那么就需要對(duì)故障進(jìn)行測(cè)距，這樣能夠節(jié)省大量的物力和人力，從而使得運(yùn)行的可靠性得到有效地提高，線路也能夠快速的恢復(fù)供電，因停電而造成的綜合經(jīng)濟(jì)損失也能夠降低。本文主要針對(duì)架空輸電線路故障測(cè)距的方法進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：架空輸電線路；故障測(cè)距；方法最近幾年，使用雷電定位系統(tǒng)能夠有效地解決因?yàn)槔讚粼斐傻募芸蛰旊娋€路故障的定位問題，但是對(duì)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(duì)故障進(jìn)行定位的時(shí)候就只能夠依靠設(shè)置在變電站的故障測(cè)距裝置。下面就對(duì)常用的一些故障測(cè)距的方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。一、阻抗測(cè)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(lái)講，如果系統(tǒng)運(yùn)行方式和線路參數(shù)已經(jīng)被掌握，那么我們可以將測(cè)量裝置得到的電壓電流給應(yīng)用過來(lái)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(jì)算出來(lái)。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(shí)，對(duì)線路一端的電壓電流進(jìn)行計(jì)算，然后將故障回路的阻抗給求出來(lái)，因?yàn)橛姓汝P(guān)系存在于測(cè)量點(diǎn)和故障點(diǎn)之間，那么故障距離就可以被求出來(lái)。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(diǎn)處電壓的最小值給充分利用起來(lái)，來(lái)科學(xué)計(jì)算故障相電壓的沿線分布情況，在找出來(lái)故障相電壓的最低點(diǎn)之后，就可以實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距的目標(biāo)。通過對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)，前者計(jì)算方式太過復(fù)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(cè)距精度的因素①線路參數(shù)的測(cè)量，要對(duì)多種條件進(jìn)行假設(shè)，方可以計(jì)算輸電線路參數(shù)，但是無(wú)法符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，很多因素都會(huì)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(huì)影響到線路長(zhǎng)度，容易有測(cè)距誤差產(chǎn)生。②工頻電氣量的采集問題，因?yàn)閷⒐ゎl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(cè)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(lái)，首先就需要對(duì)線路兩端同步采樣的問題進(jìn)行解決，實(shí)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(jìn)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(jià)成本，同時(shí)，GPS只有可靠穩(wěn)定的運(yùn)行，方可以開展測(cè)距工作。④信息的采集會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)硬件的延遲，那么數(shù)據(jù)同步無(wú)法真正的實(shí)現(xiàn)，因此，就在一定程度上限制了它的應(yīng)用。1.4阻抗測(cè)距法的應(yīng)用阻抗測(cè)距法已被廣泛應(yīng)用在各類微機(jī)保護(hù)裝置和故障錄波測(cè)距裝置中，成為主要的故障測(cè)距方法,如某電分公司所使用的微機(jī)線路保護(hù)裝置和故障錄波測(cè)距裝置都采用阻抗法進(jìn)行故障測(cè)距。盡管阻抗測(cè)距法受故障類型、故障電阻和線路對(duì)端負(fù)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(shí)用阻抗法測(cè)距在精度方面很難滿足實(shí)際運(yùn)行的要求。但運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明,阻抗測(cè)距法仍能滿足實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)線路故障時(shí)的測(cè)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(dǎo)致單相接地故障跳閘的事故中,線路保護(hù)裝置均能較準(zhǔn)確地測(cè)量出故障點(diǎn)的距離。給快速組織搶修和縮短恢復(fù)送電時(shí)間創(chuàng)造了條件。二、行波測(cè)距法的介紹2.1行波測(cè)距法的基本原理當(dāng)輸電線路發(fā)生故障的時(shí)候，在線路的故障點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生向兩端運(yùn)行的暫態(tài)行波，如果暫態(tài)行波在傳播的過程當(dāng)中遇到的介質(zhì)不均勻的話，暫態(tài)行波就會(huì)發(fā)生反射和折射，在母線和線路故障點(diǎn)的地方，暫態(tài)行波就會(huì)發(fā)生投射和反射，而行波測(cè)距法主要就是利用這兩個(gè)波頭之間的時(shí)間差來(lái)完成對(duì)線路故障點(diǎn)的定位。2.2行波測(cè)距法的分類根據(jù)測(cè)量方式以及產(chǎn)生行波的種類不同，基于行波法的測(cè)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(cè)距法。主要就是利用線路故障點(diǎn)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(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)之間往返一次的時(shí)間來(lái)確定出線路故障點(diǎn)的距離。A型行波測(cè)距法所需要用到的裝置比較少，而且原理也比較簡(jiǎn)單，同時(shí)A型行波測(cè)距法也不會(huì)受到對(duì)端負(fù)荷阻抗以及過渡電阻的影II向，在理論上可以達(dá)到比較高的精度。但是一直以來(lái)，因?yàn)閷?duì)于線路故障點(diǎn)所產(chǎn)生的行波特性以及在三相線路上的傳播特性認(rèn)識(shí)還不足，而且確定行波達(dá)到的時(shí)間以及信號(hào)采集的要求比較高，所以A型行波測(cè)距法并沒有得到很好的推廣應(yīng)用。（2） B型行波測(cè)距法。主要就是利用故障產(chǎn)生的第一個(gè)行波頭信號(hào)，然后借助通信通道來(lái)實(shí)現(xiàn)線路故障點(diǎn)的測(cè)距。B型行波測(cè)距法主要的優(yōu)點(diǎn)就是利用線路故障點(diǎn)所產(chǎn)生的行波第一次到達(dá)線路兩端的信號(hào)，這樣也就不會(huì)受到線路故障點(diǎn)投射波的影響。和A型行波測(cè)距法一樣，B型行波測(cè)距法對(duì)于行波達(dá)到的時(shí)間要求也非常的高，所以B型行波測(cè)距法基本上都是采用的GPS技術(shù)，同時(shí)和A型行波測(cè)距法相比較，B型行波測(cè)距法所需要用的裝置設(shè)備也更多一些。（3） C型行波測(cè)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(diǎn)的往返時(shí)間進(jìn)行測(cè)距。C型行波測(cè)足巨法裝置和原理都比較的簡(jiǎn)單，而且測(cè)距的精度也比較高，一直以來(lái)應(yīng)用都非常的廣泛。C型行波測(cè)距法主要有二次脈沖法和低壓脈沖反射法。C型行波測(cè)距法是對(duì)架空輸電線路故障測(cè)距一種比較有效和成熟的方法，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外很多的廠商都在生產(chǎn)這種裝置，而且離線測(cè)量也是C型行波測(cè)距法的一個(gè)特點(diǎn)。和前面兩種方法相比較，C型行波測(cè)距法需要比較大的設(shè)備投入。2.3幾種行波測(cè)距法的比較上述這幾種行波測(cè)距法都是通過對(duì)行波在線路當(dāng)中的傳播時(shí)間的測(cè)定來(lái)確定線路的故障點(diǎn)。相比較之下，A型行波測(cè)距法在進(jìn)行線路故障測(cè)距的時(shí)候所需要用到的設(shè)備最少，只需要在前端使用一個(gè)高采樣率的采集器就可以：B型行波測(cè)距法則需要穩(wěn)定性比較好的通信通道；C型行波測(cè)距法則需要脈沖發(fā)生器。從信息處理的過程來(lái)看，A型行波測(cè)距法需要對(duì)行波進(jìn)行有效的區(qū)分，B型行波測(cè)距法和C型行波測(cè)距法則不需要。從測(cè)量的區(qū)域來(lái)說的話，A型行波測(cè)距法和C型行波測(cè)距法都存在?定的盲區(qū)，而B型行波測(cè)距法則不存在盲區(qū)。這幾種行波測(cè)距法都需要面對(duì)的一個(gè)問題就是對(duì)行波達(dá)到的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確的確定。結(jié)語(yǔ)阻抗測(cè)距法應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，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(shí)的測(cè)距能力略顯不足,受故障類型和故障電阻的影響較大,測(cè)距精度不高等問題仍待解決。而行波測(cè)距法原理簡(jiǎn)單、先進(jìn)，測(cè)距精度受外部因素影響小,特別是雙端測(cè)距法在原理上有很大的優(yōu)勢(shì)，測(cè)距精度可達(dá)到較高的程度，但所需的硬件設(shè)施較多,投資相對(duì)較大。在實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性取得平衡的情況下,A型單端測(cè)距法較為適用，今后將會(huì)逐漸得到推廣應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：黃文韜，王卓敏,劉永康.架空輸電線路故障測(cè)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(cè)距方法探究[J].中小企業(yè)管理與科技旬