论文部分内容阅读
摘要：在昀近几年中，随着我国社会经济水平的不断提高，有效带动了我国电力行业的进一步快速发展，相应地，我国电力系统规模呈不断扩大趋势，随着人们用电需求量的不断增加，出现了越来越多的高压远距离输电线路，不管是在电压等级方面还是在传输功率方面，输电线路均在不断提升，所以在我国电力系统中，高压输电线路逐渐发展成为昀为重要的输电网络。作为高压输电线路与特高压输电线路，不但需要负责大功率电能输送工作，而且需要负责电网的联络工作，能够进行联网运行，所以电网的整体可靠性深受高压输电线路运行稳定性、安全性高低的影响。基于此，本文对高压输电线路接地故障的定位技术进行深入研究，具有重要意义。
关键词：高压;输电线路;故障
1 高压输电线路故障定位技术的重要作用
在维护电网中，常常会选用高压输电线路故障定位技术，这种技术发挥着极为重要的作用，具体包括：第一，有助于经济损失的减少。在输电线路中，一旦发生故障问题，极易带来经济损失，而通过运用高压输电线路故障定位技术，则能够促使运行维护工作人员及时维修与排除故障点，有助于经济损失的减少;第二，有助于时间的节约。通过合理运用高压输电线路故障定位技术，可以帮助运行维护工作人员更快确定故障点，有助于运行维护工作人员巡线时间的节约;第三，可以合理分析线路薄弱点。在线路薄弱部位中，输电线路偶尔会发生瞬时故障问题，运行维护工作人员通过运用故障定位技术深入分析薄弱部位，能够制定相应合理、科学的保护措施，能够有效避免发生永久性故障问题，能够有效降低线路的维护成本，能够有效提高输电线路的稳定性与安全性。
2 常用的高压输电线路接地故障定位方法
2.1 故障分析法
所谓故障分析法，就是指将测量设备在高压输电线路产生故障问题时获取的电流值与电压值作为主要依据，通过对其进行深入分析与計算后，获取到故障点位置的一种方法。故障分析法包括两大类，分别为单端测距法、双端测距法。
2.1.1 单端测距法
在运用单端测距法时，因为仅需运用单侧的数据与信息，便于采集与操作数据，极易被系统所接受。当高压输电线路发生故障问题时，针对线路系统有关参数与由线路一端检测到的电压值与电流值，通过将其作为依据来对故障点位置进行详细计算。不过，单端测距法存在一定的不足之处，假如故障测距对象为双端供电的输电线路系统，要想将故障点侧助增电流、过渡电阻对该系统的影响予以消除，仅采集单侧信息是不行的，严重降低高压输电线路故障定位结果的准确率。
2.1.2 双端测距法
双端测距法，就是指在线路故障同时运行过程中，对两端采集的电气量进行故障定位的一种方法。由于双端测距法在进行故障定位时需要在故障点电压相同条件下根据两侧电压电流进行相关推算工作，但是在双端测距法中却存在两端数据同步问题，所以只有通过利用通信技术，才能够同时收获线路两侧的数据信息。
2.2 阻抗法
所谓阻抗法，就是指根据高压输电线路测量装置在输电线路发生故障问题时测量得到的电压值与电流值，对故障阻抗进行计算，将故障阻抗与高压输电线路长度二者之间的正比关系作为主要依据，对故障点位置进行估算。阻抗法包括两种类型，分别为单端测距法、双端测距法。
2.3 行波测距法
所谓行波测距法，就是指利用输电线路分布参数模型，对故障数据进行采集过程中输电线路产生的行波，通过有效分析、计算后获取故障距离的一种方法。行波测距法大致包括 4种不同类型，分别为 A、D、E、F。
3 输电线路行波故障定位技术分析
3.1 行波的定义
当高压输电线路产生故障问题时，通过选用叠加原理能够深入分析故障行波。当输电线路出现故障问题的瞬时间，针对该暂态过程，可以将其视为将一个与故障大小相等、前方向相反的虚拟电压源安装在输电线故障位置处。高压输电线路在虚拟电压源影响作用下会出现向两端母线进行传播的行波。在整个系统中，行波会进行往返反射、折射，昀后趋于稳定状态。
行波故障测距
2.1A型单端行波测距法
当高压输电线路产生故障问题时，故障点会产生电流行波与电压行波，传播方向与输电线路两端母线方向相反，在传播过程中，故障行波会进行反射与折射，同时会出现一定程度的衰减与畸变，昀后趋于稳定状态。其中，故障行波在故障点、输电线路母线二者之间来回一次所需的时间用t表示。将测量装置设置在输电线路的母线端，对反射波头、波头二者之间的时间差△t进行检测，根据行波波速，对输电线路故障点位置进行计算。
3.2.2D型双端行波测距法
D型双端行波测距法，就是指运用行波波速的乘积、故障行波到达线路两端的时间差来对输电线路故障距离进行计算的一种方法。在运用双端测距法时，应将检测互感器安装在输电线路的两端，与通信同步，以精准获取行波波头到达两侧母线的时间。
3.2.3E型、F型行波测距法
E型、F型行波测距法，主要运用故障线路重合闸时出现的暂态行波来进行故障定位工作。在进行重合闸时，选用输电测量端得到的初始行波浪涌作为第一个正向行波浪涌，在对采集点与故障点二者之间的距离进行计算时，将以上浪涌与其在故障位置反射波二者之间的延时作为重要依据。当本端合闸产生的第一个正向行波浪涌仅存在正向行波、不存在反向行波时，便可对故障位置进行确认。
行波测距法的关键问题
3.1GPS时间同步装置
在 1960年，美国首次研发成功全球导航定位系统，在昀初该导航定位系统主要用于军事领域。然后，美国继续深入研究导航定位系统，对其进行不断深入计算与创新。在 1994年，美国安装完成 24颗定位卫星，标志着 GPS的诞生。因为 GPS具有多种优势特点，如精度高、自动监测、全天 24h工作等，全球经济在建设发展中越来越重视与广泛运用 GPS全球定位系统。在选用 D型双端故障测距法过程中，为对测距精度进行提高，精准的时间同步是关键，而选用 GPS全球定位系统，则能够实现输电线路双端时间同步的目的。
3.3.2 获取故障行波信号
针对获取的故障行波是电压信号还是电流信号，主要根据输电线路的特点与结构来进行确定，并以此为重要依据，对输电线路母线两端需装置的互感器类型、规格进行确定。只要输电线路发生故障问题，便会出现运行至母线两端的故障电压、故障电流行波，在这种情况下，可以通过运用母线端安装的互感器来采集行波信号。
4 结语
综上所述，针对当前我国的高压输电线路接地故障问题，传统故障定位方法现已无法对其进行有效解决与应对，需要结合选用更多高端、高科技的高压输电线路故障定位技术，如输电线路行波故障定位技术等，为确保我国电力系统的正常运行与电力的正常输送，确保我国社会经济的不断可持续发展，一定要对高压输电线路接地故障定位技术不断进行优化与改进。本文对高压输电线路接地故障的定位技术进行了深入分析，以期对有关输电线路维护工作人员的工作起到一定的借鉴作用。
参考文献
[1]李玉敦，王大鹏，赵斌超，等.特高压输电线路故障诊断与定位系统仿真研究[J].山东电力技术，2016，43（07）：1-3，17.
[2]董爱华，李志超，闵天文，等.基于多个测量点的高压输电线路故障定位新方法[J].控制工程，2016，23（03）：411-416.
[3]冯亚平.高压输电线路故障定位技术的研究[D].西安理工大学，2017.
关键词：高压;输电线路;故障
1 高压输电线路故障定位技术的重要作用
在维护电网中，常常会选用高压输电线路故障定位技术，这种技术发挥着极为重要的作用，具体包括：第一，有助于经济损失的减少。在输电线路中，一旦发生故障问题，极易带来经济损失，而通过运用高压输电线路故障定位技术，则能够促使运行维护工作人员及时维修与排除故障点，有助于经济损失的减少;第二，有助于时间的节约。通过合理运用高压输电线路故障定位技术，可以帮助运行维护工作人员更快确定故障点，有助于运行维护工作人员巡线时间的节约;第三，可以合理分析线路薄弱点。在线路薄弱部位中，输电线路偶尔会发生瞬时故障问题，运行维护工作人员通过运用故障定位技术深入分析薄弱部位，能够制定相应合理、科学的保护措施，能够有效避免发生永久性故障问题，能够有效降低线路的维护成本，能够有效提高输电线路的稳定性与安全性。
2 常用的高压输电线路接地故障定位方法
2.1 故障分析法
所谓故障分析法，就是指将测量设备在高压输电线路产生故障问题时获取的电流值与电压值作为主要依据，通过对其进行深入分析与計算后，获取到故障点位置的一种方法。故障分析法包括两大类，分别为单端测距法、双端测距法。
2.1.1 单端测距法
在运用单端测距法时，因为仅需运用单侧的数据与信息，便于采集与操作数据，极易被系统所接受。当高压输电线路发生故障问题时，针对线路系统有关参数与由线路一端检测到的电压值与电流值，通过将其作为依据来对故障点位置进行详细计算。不过，单端测距法存在一定的不足之处，假如故障测距对象为双端供电的输电线路系统，要想将故障点侧助增电流、过渡电阻对该系统的影响予以消除，仅采集单侧信息是不行的，严重降低高压输电线路故障定位结果的准确率。
2.1.2 双端测距法
双端测距法，就是指在线路故障同时运行过程中，对两端采集的电气量进行故障定位的一种方法。由于双端测距法在进行故障定位时需要在故障点电压相同条件下根据两侧电压电流进行相关推算工作，但是在双端测距法中却存在两端数据同步问题，所以只有通过利用通信技术，才能够同时收获线路两侧的数据信息。
2.2 阻抗法
所谓阻抗法，就是指根据高压输电线路测量装置在输电线路发生故障问题时测量得到的电压值与电流值，对故障阻抗进行计算，将故障阻抗与高压输电线路长度二者之间的正比关系作为主要依据，对故障点位置进行估算。阻抗法包括两种类型，分别为单端测距法、双端测距法。
2.3 行波测距法
所谓行波测距法，就是指利用输电线路分布参数模型，对故障数据进行采集过程中输电线路产生的行波，通过有效分析、计算后获取故障距离的一种方法。行波测距法大致包括 4种不同类型，分别为 A、D、E、F。
3 输电线路行波故障定位技术分析
3.1 行波的定义
当高压输电线路产生故障问题时，通过选用叠加原理能够深入分析故障行波。当输电线路出现故障问题的瞬时间，针对该暂态过程，可以将其视为将一个与故障大小相等、前方向相反的虚拟电压源安装在输电线故障位置处。高压输电线路在虚拟电压源影响作用下会出现向两端母线进行传播的行波。在整个系统中，行波会进行往返反射、折射，昀后趋于稳定状态。
行波故障测距
2.1A型单端行波测距法
当高压输电线路产生故障问题时，故障点会产生电流行波与电压行波，传播方向与输电线路两端母线方向相反，在传播过程中，故障行波会进行反射与折射，同时会出现一定程度的衰减与畸变，昀后趋于稳定状态。其中，故障行波在故障点、输电线路母线二者之间来回一次所需的时间用t表示。将测量装置设置在输电线路的母线端，对反射波头、波头二者之间的时间差△t进行检测，根据行波波速，对输电线路故障点位置进行计算。
3.2.2D型双端行波测距法
D型双端行波测距法，就是指运用行波波速的乘积、故障行波到达线路两端的时间差来对输电线路故障距离进行计算的一种方法。在运用双端测距法时，应将检测互感器安装在输电线路的两端，与通信同步，以精准获取行波波头到达两侧母线的时间。
3.2.3E型、F型行波测距法
E型、F型行波测距法，主要运用故障线路重合闸时出现的暂态行波来进行故障定位工作。在进行重合闸时，选用输电测量端得到的初始行波浪涌作为第一个正向行波浪涌，在对采集点与故障点二者之间的距离进行计算时，将以上浪涌与其在故障位置反射波二者之间的延时作为重要依据。当本端合闸产生的第一个正向行波浪涌仅存在正向行波、不存在反向行波时，便可对故障位置进行确认。
行波测距法的关键问题
3.1GPS时间同步装置
在 1960年，美国首次研发成功全球导航定位系统，在昀初该导航定位系统主要用于军事领域。然后，美国继续深入研究导航定位系统，对其进行不断深入计算与创新。在 1994年，美国安装完成 24颗定位卫星，标志着 GPS的诞生。因为 GPS具有多种优势特点，如精度高、自动监测、全天 24h工作等，全球经济在建设发展中越来越重视与广泛运用 GPS全球定位系统。在选用 D型双端故障测距法过程中，为对测距精度进行提高，精准的时间同步是关键，而选用 GPS全球定位系统，则能够实现输电线路双端时间同步的目的。
3.3.2 获取故障行波信号
针对获取的故障行波是电压信号还是电流信号，主要根据输电线路的特点与结构来进行确定，并以此为重要依据，对输电线路母线两端需装置的互感器类型、规格进行确定。只要输电线路发生故障问题，便会出现运行至母线两端的故障电压、故障电流行波，在这种情况下，可以通过运用母线端安装的互感器来采集行波信号。
4 结语
综上所述，针对当前我国的高压输电线路接地故障问题，传统故障定位方法现已无法对其进行有效解决与应对，需要结合选用更多高端、高科技的高压输电线路故障定位技术，如输电线路行波故障定位技术等，为确保我国电力系统的正常运行与电力的正常输送，确保我国社会经济的不断可持续发展，一定要对高压输电线路接地故障定位技术不断进行优化与改进。本文对高压输电线路接地故障的定位技术进行了深入分析，以期对有关输电线路维护工作人员的工作起到一定的借鉴作用。
参考文献
[1]李玉敦，王大鹏，赵斌超，等.特高压输电线路故障诊断与定位系统仿真研究[J].山东电力技术，2016，43（07）：1-3，17.
[2]董爱华，李志超，闵天文，等.基于多个测量点的高压输电线路故障定位新方法[J].控制工程，2016，23（03）：411-416.
[3]冯亚平.高压输电线路故障定位技术的研究[D].西安理工大学，2017.