（上海电机学院研究生院 上海 201304）
摘要：在实际情况下的直流输电线路故障后行波在线路上的传播过程中，波形会受到空气湿度，温度，传输距离较长等各种因素发生衰减和畸变，传播到远距离检测点的波形特征特征消减严重，本文提出一种基于各个检测点波到时刻的故障区段识别方法。对长距离输电线路进行区域分段，设立多个电流波形检测点，采用双端检测，可以有效的减小波速不稳定，衰减的问题，测出故障波形进行分析，各行波首波头到达各个检测点的时间却可以通过希尔伯特—黄变换准确标定出来。再进行波到时刻的理论值与测量值比较，可以有效提高故障区段判断的准确性。
关键词：行波；波到时刻；故障区段；希尔伯特黄—变换。
1.引言
随着经济社会不断的发展，未来我国将面临高效率、大规模、远距离、大容量电力输送的巨大挑战。直流输电系统比较稳定，在远距离输电中优势明显，非同步电网之间的联网也可通过直流系统实现，直流输电中线路电抗可不予考虑，直流输电工程以中间不落点的两端工程为主[1]。
针对直流输电线路的故障定位，国内外学者己研究多年，且取得了一定的成绩。文献[2]国外学者首先提出利用两个连续反射波波头的波到时差和行波波速对直流输电线路进行单端行波故障测距；文献[3]提出了一种基于GPS时钟同步的直流线路双端行波故障定位算法，这种方法依赖于双端系统启动同步，具有较高的可靠性。文献[4]提出了一种交流输电线路的时域法故障测距，该方法基于分布参数模型，也适用于直流输电线路故障暂态到稳态的任意时窗行波数据进行故障定位。文献[5]为缩短行波传输距离、计及波速局部性以及减小弧垂因素影响，需要增加多个电流测点。在多测点的基础上，为判断故障发生在哪两个测点之间，采用可靠性较高的分相相位比较原理进行故障区段的判断。
本文提出一种基于各个检测点波到时刻的故障区段识别方法。对长距离输电线路进行区域分段，设立多个电流波形检测点，采用双端检测，可以有效的减小波速不稳定，衰减的问题，测出故障波形进行分析，各行波首波头到达各个检测点的时间却可以通过希尔伯特—黄变换准确标定出来。再进行搭建实验模型仿真测量到的波到时刻与理论值比较，有明显的较大差距的区段则为故障发生区段，可以有效提高故障区段判断的准确性，缩小故障定位的范围与误差。
2.基于多点检测故障区段判别方法
高压输电线路长距离输电现有的行波故障测距因行波传输信衰减，波速波动不稳定等因素导致的误差问题而提出的多点检测来缩短检测距离，用分段检测来提高精准度，理论多数是利用变电站内的故障录波装置或行波测距装置采集暂态行波信号，根据行波波头到达检测装置的时间差和波速进行单端或者双端测距。单端行波法存在长距离输送使得反射波衰减导致定位失败的问题。在实际应用中，受被测线路所给长度与实际长度之间的误差较大、直流长距离输电线路行波衰减和畸变严重致波速变化的影响，使用双端行波测量可以有效的减少波速衰减的误差即解决波速不一致的问题。
本文提出一种基于多测点的直流输电线行波故障区段判别方法。检测点1端到M端的距离为M1，检测点2端到检测1点的距离为M2。以此类推，每段设置的距离根据高压直流输电线路全长来具体划分，例如30km，50km，100km等处，基于多测点的直流输电线路行波故障定位方法意在将原安装于变电站内的检测装置转移到输电线路，该方法通过多个检测点缩短故障区间、消除行波波速，以减少因线路较长对小行波衰减和波速不确定性引起的行波故障测距误差。
4. 结论
根据PSCAD/EMTDC仿真的数据和图形可以看出检测点M2所得到的故障波形，进行分析波形所得波到时刻与理论值有着明显的差距，这就表明在M2~M3输电区域段发生线路故障，多点检测缩短了区域输送距离，有效的减小了外界条件以及长距离对行波的影响，采用双端检测，可以有效的减小波速不稳定，衰减的问题，可以快速并准确的判定出故障所发区域，缩小故障范围。希望在以后的研究中可以继续优化下去，可以有效提高故障区段判断的准确性。
参考文献：
[1] 邢鲁华．高压直流输电线路保护与故障测距原理研究［D］.博士，山东大学，2014.
[2] 刘一凡，基于Fast ICA 的高压直流输电线路故障测距方法研究［D] 西安科技大学，2015.
[3] 尹晓光，宋琳琳，尤志等.与波速无关的输电线路双端行波故障测距研究［J].电力系统保护与控制，2011，39（1）：35-39.
[4] M. Gilany，D. k. Ibrahim，E.S.Tag Eldin. Traveling-Wave-Based Fault-Location Scheme for Multiend-Aged Underground Cable System [J]. IEEE Transactions on Power Delivery，2007，28.
[5] Stringfiled T W，Marihart D J，Steven R F. Fault Location method for overhead lines[J].AIEE Transactions，1957，77（4）：518-530.
论文作者:周建达,邹海荣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/14
标签：故障论文; 波速论文; 区段论文; 线路论文; 波形论文; 方法论文; 多点论文; 《电力设备》2017年第20期论文;