输电线故障测距方法的分析研究

黄潮灿

广州供电局输电管理二所 510800

摘要：故障测距的方法按测距原理可分为故障分析法和行波法；本文将在介绍各种理论方法的基础上进行分析比较，总结各种故障测距方法的优缺点。同时，对输电线路故障测距的应用前景和未来的发展进行了展望。

关键词：故障测距；输电线路；行波法；故障分析法

引言

输电线路负担着传送电能的重要任务，是电力系统的经济命脉，同时又是电力系统中发生故障最多的地方，并且极难查找，而且直接威胁到电力系统的安全运行。因此，为提高电力系统运行的安全性，经济性，可靠性，快速性和保证优质可靠的电力供应，精确的故障定位则可以做到为现场巡线的工作人员及时提供准确、可靠的信息，减轻人工巡线的负担，同时加快线路的恢复供电，减少因停电造成的综合经济损失。所以输电线路故障测距技术的应用则解决了电力系统运行中故障点精确定位的问题。

1故障测距装置的基本要求

为了充分发挥故障测距的作用，故障测距装置要满足准确性、可靠性、经济性及方便性等四个方面的要求。

1.1可靠性

测距装置的可靠性包含不拒动和不误动两方面的内容，其中不拒动是指被监视线路内部发生各种可能的永久性或者瞬时性故障时，测距系统应能正确的动作，并给出正确的测距结果;不误动是指被监视线路外部发生故障及系统遇到各种干扰时，装置不会错误的发出测距指示信号，同时装置应既能测定永久性也能测定瞬时性故障。

1.2准确性

准确性是对故障测距装置最重要的要求，没有足够的准确性就意味着装置失

效，提高测距精度，应该考虑下列因素的影响:

1）装置本身的误差。由于采用的电压和电流互感器不同、测距原理的不同、采样频率、数模变换器的精度都会影响测距精度。

2)故障点的过渡电阻。过渡电阻的存在对单端电气量实现测距的装置会带来很大误差，消除过渡电阻对测距的影响一直是引人注意的问题。

3)线路两侧的系统阻抗。电力系统的实际运行方式不断变化，所给定的系统阻抗很难与故障时候的实际情况相一致，因此会引起误差。

4)线路的分布电容。忽略线路的分布电容采用集中参数模型来代替分布参数模型时，对长线路会产生较大的误差。

5)线路的不对称。输电线路的参数由其结构决定，各相的自感、互感都不相同。对于不换位线路会出现误差，应寻求其更准确的计算方法。

6)线路参数不准确。由于测量仪器或方法本身的误差，线路参数的实际测量值往往不准确，尤其是线路的零序参数受大地电阻率的影响，因此线路参数也会导致测距出现误差。

1.3经济性

装置应具有较高的性能价格比，随着微电子技术的迅速发展，各种故障测距装置的硬件成本会越来越低，而各种数字信号处理技术的广泛应用又会使得测距装置的性能得到不断提高和完善。

1.4方便性

装置应便于调试和使用，并且在线路故障后能够自动的给出测距结果。实际中以上四种要求很难同时达到较好的满足，一种合适的测距装置应该是以上几种指标的综合平衡，但是可靠性和准确性是任何一种测距装置都必须满足的要求。

2各种故障测距方法的优缺点比较

2.1采用工频量与解微分方程法的比较

解微分方程法算法简单，计算量小，但是从原理上看，工频量方法精度比后者高，就测距而言，按照以时间换精度的原则，前者比后者更有效和实用。

2.2采用工频量的单端、双端测距方法比较

采用单端测距方法与双端测距方法相比，前者在原理上存在缺陷，无法同时消除故障电阻和对端系统阻抗变化的影响，后者在原理上可以完全消除故障过渡电阻和对端系统阻抗变化的影响，前者实现方便不依赖通讯工具，不存在双端数据同步问题，后者需要增加部分硬件投入，需要通讯工具交换双端信息，需要解决数据同步问题，在测距精度方面，后者比前者可以达到更为精确的测距效果。

2.3采用集中参数与采用分布参数线路模型的测距方法比较

采用集中参数线路模型的工频测距方法与采用分布参数线路模型的测距算法相比，前者模型简化，分析计算简便，后者模型精确，计算复杂，但是精确度高于前者。

2.4采用工频量和利用行波的测距方法的比较

采用工频量的测距方法与利用行波测距的方法相比，前者可以利用现己大量投运的微机保护、滤波装置和在迅速发展中的变电站综合自动化系统，硬件投资少，容易实现，后者则需要专门设备，投资大，技术较复杂，在实现测距所需要的信息处理时间方面行波法明显优于工频法，在测距精度方面，行波法几乎不受过渡电阻和线路参数准确性和不对称等因素的影响，对各种线路的适应性较好，但是，对线路反射波的识别，线路两端非线性元件的动态时延等问题，还需要进一步研究和探讨。采用工频量的算法，其测距精度易受线路参数不对称和过渡电阻等影响，二者都有需要进一步解决的问题。

3结语

输电线路是电力系统的重要组成部分，它与工农业生产和人们的口常生活切相关，快速准确的对输电线路进行故障测距，不仅对及时修复线路和保证供电可靠至关重要，而且高压输电线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一。因此，输电线路故障测距一直是电力工程界中研究的重点和难点问题。本文充分综合和分析了输电线路故障测距现有各种方法，对各种方法进行了分析和比较，并阐述了各自的理论基础及其应用条件，重点对基于工频量的故障测距方法进行了研究。

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