摘要：现有的永久性接地故障判别原理有2种，即基于恢复电压和基于瞬时故障电弧特性。前者判别的准确性受PT二次回路可靠性的影响，且因带并联电抗器线路的恢复电压低而无法采用；后者则因电弧电压不足额定电压的 5％而在测量、分析和判断中存在可信度的问题，且电弧存在与瞬时性故障能否等价也值得讨论。提出了带并联电抗器线路永久性故障判别的新思路，即根据并联电抗器中恢复电压阶段的电流量判别瞬时性与永久性故障。
关键词：500kV；线路；永久性接地；保护动作；正确性
电能作为现代社会的重要能源，与国民经济建设和人民生活有着极为密切的关系。随着电力系统的不断发展，现代电力系统都趋于供电区域广、装机容量大、电压等级高的特征，而社会经济的飞速发展，对电力系统的可靠性、稳定性、安全性、供电连续性提出更高的要求。电力系统作为国民经济的支柱行业，其安全稳定运行是事关国计民生的大事。随着我国电力系统的日益发展和扩大，电力系统安全稳定运行已成为电力部门所要解决的最重要的问题。解决好电力系统实时安全分析方法和安全稳定控制技术的研究和应用，已成为电力生产、运行、科研和制造部门的重要任务。
一、瞬时性故障与永久性故障
在电力系统的各组成元件中，输电线路作为覆盖面积最大且工作条件最恶劣的元件，受各种各样自然条件的影响，其故障发生率是电力系统所有设备中最高的。通过分析输电线路故障，降低输电线路故障对系统的影响，提高供电连续性和可靠性，对电力系统具有重大意义。
根据电力系统的运行经验，通常输电线路的故障可以分为两种：瞬时性故障与永久性故障。瞬时性故障是指由雷电引起的绝缘子表面闪络，也有大风引起的碰线，鸟类及树枝等物体落在线路上引起的短路，以及线下树枝对地引起的放电等等。此类故障在故障线路两侧的断路器跳开之后，故障电弧要经过一系列复杂的物理化学变化之后自行熄灭，在重合闸动作之前，故障点的绝缘基本上重新恢复到正常水平，断路器合闸之后整个系统可以投入正常运转，保持对用户继续供电。而永久性故障是指由于线路倒塔、断线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障。在故障线路两侧的断路器跳开之后，此类故障点的绝缘不能恢复，当断路器合闸之后，故障点仍然存在，线路还要被继电保护再次跳开，这不仅对整个电力系统的安全、稳定运行，供电的连续性与可靠性带来很多负面影响，同时还会严重削弱电气设备的寿命。据统计，超高压输电线路故障中超过 90%为单相接地短路，而其中80%以上又为瞬时性故障，因此，在单相接地短路瞬时性故障发生后，快速使故障相断路器合闸，恢复故障相供电，可以极大地提高电力系统的稳定性和供电连续性。
二、现有永久性故障判别方法存在的问题
为保证整个电力系统的安全、可靠、稳定运行，在线路发生故障后，我们必须能快速选出故障相，检测故障点以及故障的性质并恢复系统到稳态运行，但是如果由运行人员手动去闭合断路器，则需要较长的一段时间，在这个时间段里，用户的大多数电动机已经停止运转，会给用户带来巨大的经济损失，因此人工操作效果不显著。因此，采取正确的方法进行故障判断，具有非常大的价值。下面笔者结合自身的实际工作经验，对具体的方法展开探讨。
（一）基于瞬时性故障恢复电压的方法
该方法在电容电压小于线路互感电压时会造成误判，存在死区。修正判据虽然能提高判据的适用范围，但相对复杂。事实上，恢复电压法是用故障相的“相一地”电压中存在电容耦合电压与否来区分瞬时性和永久性故障，而电容耦合电压一般不足线路额定电压的 10％，对于不到线路额定电压10％的电压，不但其工程测量精度存在问题，而且用它进行故障识别时，结果的可信度也存在问题。此外，现场中存在各种不可靠的二次接线方式，当不对称短路的零序电流流经变电站时，对PT二次回路会造成影响，使得PT二次电压不能真实反映一次电压引，从而影响判别结果的正确性。此外，随着电网电压等级的提高，相应的过电压水平越来越低，因此安装一定数量的并联电抗器是限制特高压电网过电压的必然选择。安装并联电抗器后，线路的恢复电压将更低、测量误差将更大，基于恢复电压的判别方法将不再适用。
（二）基于瞬时性故障电弧特性的方法
事实上，故障电弧是一个十分复杂的物理化学过程，涉及到物质的组成和物理性质变化及许多复杂的时变过程，其中许多因素又是高度非线性的，要建立准确的电弧模型几乎不可能，加上不同类型的电弧特性存在差异，因此基于瞬时性故障电弧特性的故障识别方法难以实用化。
目前，基于瞬时性故障电弧特征的方法都利用电弧的谐波性，只是处理方法不同而己。基于谐波含量和频带分析的方法无疑需要较高的采样频率，为其实用化带来不便，且人工智能和小波技术的引入也增加 了使用的复杂性。另外，随着电压等级的提高，超高速线路保护装置和高速断路器的应用使得一次电弧时间大大缩短，这给基于一次电弧电压频谱分析原理的方法带来不便。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外，电弧电压的谐波性和C V T传变频带有限的矛盾也会影响
该方法的使用效果。
更重要的是，电弧的电位梯度是常数，每米弧长的电压只有 1.4-1.5 kV，且该电压与电流无关引，对架空线而言，故障电弧电压小于5％线路额定电压。而工程实际中存在各种误差，对于不足额定电压5%的电压，PT测量精度根本无法保证。因此基于瞬时性故障电弧特性的方法在现场中使用时故障识别的可信度较差。由于采用电压量进行永久性故障判别，前述PT测量电压不可靠的问题同样会影响该方法的实用性。
此外，电弧存在的故障就必然是瞬时性故障的结论是否成立也值得商榷，利用电弧电压判别故障的瞬时性存在预测和推理因素。事实上，只有恢复电压阶段的电气量能真实地反映重合闸时刻线路的状态，不存在推理和预测的成分，值得信赖。因此，永久性故障判别只能基于恢复电压阶段的电气量来实现。
（三）基于高频通道信号衰减率的方法
该方法受线路长度、天气等因素的影响。且随着光纤的引入，今后的超高压和特高压输 电线路可能不再采用高频通信，对于不采用高频通信的线路该方法无法使用。
三、小结
综上所述，目前输电线路永久性故障判别方法存在的主要问题是：①永久性故障的识别判据基于电压量（恢复电压或 电弧电压），受PT 二次回路不可靠的影响；②恢复电压和电弧电压的幅值低，测量精度差，用来识别故障的可信度低；③将存在电弧的故障等价为瞬时性故障，存在推理因素；④并联电抗器的存在给永久性故障判别带来不便；⑤为兼顾重合闸的快速性和成功率，自适应重合闸应计及二次电弧熄灭的时刻。
参考文献：
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作者简介：
第一作者：杨开通（1978年5月24日），性别：男，籍贯吉林省，辉南县。专业或研究方向：输电线路运行和检修，职称：高级工 单位：国网辽宁省电力有限公司检修分公司，单位地址：辽宁省沈阳市光荣街 21号，邮编：110003
第二作者：陈晓光（1979年3月8日），性别：男，籍贯辽宁省，阜新市。专业或研究方向：输电线路运行和检修，职称：高级工 单位：国网辽宁省电力有限公司检修分公司，单位地址：辽宁省沈阳市光荣街 21号，邮编：110003
第三作者：于学贺（1979年2月22日），性别：男，籍贯辽宁省，盘锦市。专业或研究方向：输电线路运行和检修，职称：高级工 单位：国网辽宁省电力有限公司检修分公司，单位地址：辽宁省沈阳市光荣街 21号，邮编：110003
第四作者：周环宇（1981年6月5日）性别：男。籍贯：辽宁西丰县。专业或研究方向：输电线路运行和检修，职称：高级工 单位：国网辽宁省电力有限公司检修分公司，单位地址：辽宁省沈阳市光荣街 21号，邮编：110003
第五作者：赵贵立（1981年2月11日）性别：男，籍贯.吉林农安，专业或研究方向：输电线路运行和检修，职称：高级工 单位：国网辽宁省电力有限公司检修分公司，单位地址：辽宁省沈阳市光荣街 21号，邮编：110003
第六作者：张忠洋（1984年8月29日）性别：男，籍贯辽宁省，凤城市专业或研究方向：输电线路运行和检修，职称：高级工 单位：国网辽宁省电力有限公司检修分公司，单位地址：辽宁省沈阳市光荣街 21号，邮编：110003
论文作者:杨开通1,陈晓光2,于学贺3,周环宇4,赵贵立5,
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/16
标签：故障论文; 电压论文; 电弧论文; 线路论文; 辽宁省论文; 永久性论文; 方法论文; 《基层建设》2018年第20期论文;