摘要：行波测距技术能很好的改善线路故障，测量距离的方法有很多种，真正实现简单、方便、可靠的等要素，我们还需要对该技术进行改进和完善，相信未来行波测距技术将得到更大的发展。
关键词：特高压；输电线路；保护故障测距；：行波测距
前言
早在20个世纪50年代，人们就提出过利用测量电压、电流行波进行测距的方式，但是在当时的技术条件下是无法完成这一目标的，同时早期的行波装置结构比较复杂，投资也比较大，因此没有得到一定的推广与应用。目前，已经有很多的专家在研究该方面的问题，将新型行波测距系统投入到具体的使用中，如果特高压输电线路出现了接地故障，那么就要进行及时的检测与解决，确保电网能够快速地恢复运行，故障行波测距的方法有很多种，并且具有不同的特点，但是能够保证的就是行波测距的可靠性与精度是准确的，只要将特高压输电线路的测距明确了，就能够推断出故障的所在点，也能够进行更好的工作。本文就对特高压输电线路故障行波测距综合方法进行简要的分析。
1特高压输电线路保护故障测距研究现状
国内外学者对双回线测距研究取得了丰硕的成果，利用两端信息测距的算法不断得到发展，这类测距算法主要包括两种形式，分别是利用本端电压和对端电流工频量，即利用两侧电压电流工频量。特高压输电线路保护故障，主要分为环流网故障、同向网故障。环流网属于故障分量网络，通过对环流网的分析就可以搜索出故障点的位置。六序分量法及环流法基于单端或者双端数据。双端故障测距算法能够获取较多的信息量，能够有效消除故障多度阻抗、线路参数、故障类型、运行方式等的影响，但以上故障测距方法基于两回线的电压、电流等信息，不具备单回线信息的线路保护价值。该文的主要研究方法，是单回线信息的分布参数双端测距方法，能够有效消除同杆线间互感及负序不平衡的影响，其是一种负序前提下的故障分量等效网，由两端电气量迭代产生负序电压模值变化曲线，通过对两曲线交点的利用进行故障距离的求出，这种方法不需要进行两端数据同步采样。本文方案主要用于特高压输电线路故障问题的解决，在故障过程中暂态过程会对故障测距带来较大的误差。
2行波测距原理及测距算法分析
经过相关研究表明，500kV架空线路故障行波都是由附加的电源产生的，然后通过故障点与线路进行回折反射，从而形成多个行波波头，最后利用Mallar的算法来进行行波检测，就能够准确地反映出故障行波的时间，还能够从行波到达线路端点的时间判断行波的速度，从而实现500kV的线路测距。本文主要介绍了四种测距的方式，并对测距方式的优缺点进行分析。
现有故障的测距方式：第一种是采用D型双端测距方式。如果故障行波达到两端的时间为t1和t2，那么V就是他们的传播速度，故障点的距离应该是D1和D2。第二种测距方式是A型测距算法。主要的原理是将线路一端的故障波头作为采样点t1，故障点反射的采样点作为t2，V就是传播速度，这样就能够计算出故障点到检测端的距离是多少。第三种方式是与波速无关的测距。假设故障初始的行波为t1，故障点反射波是t2，反射波到检测端的采样点是t3，那么对故障点的位置计算就更加容易。第四种是双端反射波的测距。如果t1和T1是故障初始行波的时刻，那么故障点反射波到两端的时间也能够计算出来。
对行波算法的评价：根据四种测距的算法能够得出相应的评价，D型双端算法的评价是可靠性最高，但是准确性不高，适用范围比较广泛，能够轻松的识别出行波波头。A型单端的算法是可靠性比较高，精确性一般，但是适用性比较广泛，一般对行波的识别比较困难。与波速无关的算法是可靠性比较一般，精确性比较高，也会受到母线的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于新型双端算法来说，可靠性比较高，精确性也比较高，需要对双端反射波进行识别，这样才能减少误差的来源。
3输电线路故障后行波的折、反射过程
输电线路在出现故障后，在行波达到输电线路两端时，会出现折射与反射，而在故障段，也会存在反射与折射的现象。用M与N这两个英文字母代表输电线路两端的母线，故障点则用F表示，故障点与N端母线之间的距离用DNF表示。而DMF为M端母线到故障点的距离，以tm与tN的线路故障行波浪涌到达输电线路端的时间，作为其到达输电线路两端母线时刻的依据。M端与N端接收的第i各故障行波时间分别由tMi、tNi表示。
4输电线路组合行波测距原理
蓝色的架空线段输电线路（MO）与红色的电缆输电线路（ON）的故障点及反射、折射不同，架空线段输电线路的故障点用大写的英文字母代替，O作为这两种线路的主要连接点，对输电线路混合行波测距结果的正确性具有不可替代的作用，输电线路两端的母线分别用M、N表示，A、B分别为这两种线路的中点。Lc、Lo分别表示架空与电缆线路的长度。当M与N端与行波第一次产生接触后，用接收到行波的时间tM1减tN1，进而得出正确的时间差，并根据故障点到母线的距离，确定故障行波在第二次到达输电线路组合端点后的性质。其次再根据第一次与第二次故障行波到达线路端时刻，应用单端测距原理，最后确定故障点。这种双端与单端测距原理相结合的行波测距方法，应用在混合输电线路与输电线路测距的过程中，可以提高故障测距结果的正确性。
5线路故障行波测距的策略
在分析了线路故障行波测距的原理与算法之后，就要对线路故障测距的策略进行分析，根据线路故障测距的优缺点来进行更多地考虑，根据行波测距的策略能够提高测距整体结果的可靠性，在测距的过程中具体的步骤包括：在线路两端安装高速同步的行波数据和GPS时刻，还可以采用数学形态的方式对行波中的噪声进行消除，或者采用多尺度的分析技术对故障进行检测，如果发现有行波信号突变的情况要采取相应的策略。对于基于VTL的行波识别结果来说，可以将故障点的行波进行很好的控制，或者利用行波识别的方式来检测GPS工作的情况，利用与之相对应的测距算法进行测距，得到的结果才会更加的有效。
6初步单端故障测距
故障初始行波以输电线路另一端的母线M接收的第一个为主要标准。在接收第一个行波后，后续M端母线接收的第二个的故障行波，要先经过M端母线反射后，再经过故障点反射，最后才到到M端的行波。在tM1到达tM2这段时间内，故障初始行波的传播路径发生变化，M端母线接收到第二个的故障行波的传播路径则为2DMF。同时M端母线接收到的第二个故障行波还有可能是从输电线路另一端N母线反射过来的故障行波，此时故障行波的传播路程与M端接收的故障行波传播路径不同，其是L+DNF。此外，第二个到达输电线路M端的故障行波，还有可能是从N端母线反射波与故障点发出的行波相叠加的故障行波，即两者在同一个时间段内到达M端母线，不过在应用输电线路组合行波测距的过程中，这种行波相互叠加的现象很少发生。
结束语
总而言之，故障测距做到可靠、快速与准确、及时发现隐患，处理隐患，成为一项重要的、紧迫的、值得研究的课题。希望通过本文对输电线路故障测距的探析，能够对这一方法有更为清楚的认识，从而确保输电线路的持续、安全运营。
参考文献
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[2]胡龙江,田靖.500kV架空输电线路微气象区防冰闪故障分析[J].中国高新技术企业,2015,(34):113-114.
论文作者:陈江波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
标签：故障论文; 线路论文; 母线论文; 反射论文; 算法论文; 两端论文; 方式论文; 《电力设备》2018年第17期论文;