摘要：对于电力系统的运行而言，对高压架空输电线路的进行故障测距，是提高供电质量、稳定性的主要方式。基于此，本文将以单端数据故障分析方式、双端数据故障分析方式为切入点，分析故障分析法在故障测距中的应用，同时从获取行波、识别波头、确定波速、单端行波法四方面入手，探究行波法在故障测距中的应用，旨在将高压架空输电线路的故障测距方法进行比较，掌握不同方式所适用的范围，为相关人员提供参考。
关键词：高压线路；输电线路；故障测距；故障分析法；行波法
前言：在社会高速发展的背景下，人们生产、生活中对电力的需求逐渐增加，并要求其具有较强的稳定性，因此需要对高压架空输电线路进行故障测距，掌握其中所包含的隐患，并第一时间进行解决。通常情况下，高压架空输电线路位于地形复杂的区域，故障发生的频率加高，而故障测距是确保其稳定、安全运行的有效方式，但是由于高压架空输电线路自身特性的影响，在不同的工况中需要采用不同的故障测距方法，对此本文进行深入分析。
1.故障分析法在故障测距中的应用
在明确高压架空输电线路运行模式、相关参数的过程中，就可以对其装置进行直接测量，包括电压值、电流值，如果其故障检测的结果与故障距离为函数关系，就需要根据其中所包含的故障数据，创建其回路方程，最后得出故障距离。
1.1 单端数据故障分析方式
单端数据故障分析方式主要包含电压法、解方程法以及抗阻法。（1）电压法，依据高压架空输电线路中所存在的故障，其故障位置的电压就会快速下降，从而对各个故障的电压的实际分布进行详细地计算，进而发展现电压的最低点位置，实现故障测距的主要目的；（2）解方程法。依据高压架空输电线路系统中的模型、相关参数，通过对测距点电流、电压的测量，结合方程对故障点完成测距，得出最终结果；（3）阻抗法。在高压架空输电线路发生故障的过程中，对线路的一侧进行测量，并对电流值、电压值进行记录，然后基于计算得出具体的阻抗，同时故障区与测量区之间的距离和阻抗为正比关系，从而得出关于高压架空输电线路故障测距的结果。
1.2 双端数据故障分析方式
双端数据故障分析的方式，基本上是以一端电压、两端电流作为基础，对高压架空输电线路进行故障测距的，本文将对其主要内容进行详细的介绍：
（1）在测距的过程中，工作人员根据高压架空输电线路两侧零序电流的有效比值，对单项接地的故障进行测算，但是由于其中未考虑分布电容的影响，加之事先完成的线路设计是在不同模式中，高压架空输电线路零序电流的具体分布，因此对高压架空输电线路最终的测距结果，与当前的运行模式之间具有紧密得关系。
（2）将高压架空输电线路一端的电流、电压与另外一端的电流作为故障测距的基础，这样方式具有明显的优势，即通过分相式电流差对电流信息进行保护，甚至可以在某种程度上将关于数据同步的问题忽略。
（3）基于高压架空输电线路线路两侧的电流、电压进行故障测距。此时，工作人员需要计算出两端阻抗继电器实际的阻抗值，并结合两端电流构建方程，但是需要注意求解结果存在真伪根的现象[1]。
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2.行波法在故障测距中的应用
2.1 获取行波
在对高压架空输电线路进行故障测距的环节中，暂态行波可以对交宽的频带进行覆盖，基本上能够超过千Hz。为了能够合理、顺利地观察二次端的输电线路，就应该对电流信号、电压信号的变换回路进行更加特殊设置，使其能够以最快的速度完成反应。例如：当行波传输的速度等于光速时，要想将故障测距的实际分辨率控制在500m之内，就需要将电流、电压的暂态信号响应时间设定在3.3μs以下。通常情况下，在高压架空输电线路中安装很多电压互感器，会在很大程度上限制行波的转变效果，因此并不能对其进行有效的利用。为了解决这一问题，可以将电压互感器的接地线、电感线圈进行串联，从而实现获取行波的目的。另外，还可以将行波传感器应用在高压架空输电线路中，对CVT线所产生的电流进行耦合，也能够获得线路中的故障行波。
2.2 识别波头
在对高压架空输电线路进行故障测距的环节中，工作人员为了对波头进行识别，常常会采用软件法、硬件法的方式。在这样传统的检测方式中，实际上存在较多的局限性，基本上并不能将其应用在单端行波法故障的测距中，也就是说会直接降低测距结果的精准性、有效性，影响工作的质量。针对这样的问题，相关的研究人员、专家提出了很多更加科学的解决措施，其中优势最为显著的就是HHT方式。采用HHT方式开展工作，在增强检测故障性波动质量的同时，还能够更好的适应工作环境，甚至不会受到外界因素的影响，且没有关于基函数选择的特殊要求，而其劣势在于搜集的行波信号会受噪音影响，影响获取波头的精准性。
2.3 确定波速
就当前的工作现状而言，在行波传输的过程中，通常会收到不同因素的影响，而在三项输电线路中，行波包含地模分量、线模分量。结合相关的研究能够发现，地模分量、线模分量是影响行波传播效果的关键因素，主要包括换位点、过渡电阻、大地电阻等。同时，研究结果显示，地模分量与线模分量相比，更容易得对行波的传播产生影响，因此工作人员可以线模分量应用在高压架空输电线路的故障测距。在波速方面，需要工作人员将对高压架空输电线路实测的数据作为基础，并进行计算，并且还要以人工信号为出发点，对所测量的高压架空输电线路长度进行测量。基于这样的方式，在对高压架空输电线路进行故障测距的工作中，能够最大程度的降低由于挠度而引发的误差，提高测距结果的精准性[2]。
2.4 单端行波法
单端行波法实际就是根据参照线路的一侧而完成测算的数据，从而得出高压架空输电线路故障测距的结果。通常来说，会有多根出线与同一条母线相连，使得工作人员很容易将来源于不同位置的反射波混淆。在这样的情况下，如果被检测区所产生的故障范围比相邻线路长，那么就很难检测到真正故障区的反射波。针对这一问题，其解决方式为：基于小波变换模极大值的原理，对反射行波进行分析、辨别，然后以故障线路的电流行波为标准，参照并对比相邻线路的行波。基于这一方式，将两个行波的具体波形进行分析、对比，掌握其极大值的分布，从而确定高压架空输电线路中的故障点，完成工作。
结语
综上所述，高压架空输电线路的故障测距工作对于保证电力系统稳定运行具有重要意义。以此为基础，在实际工作中，工作人员将故障分析法、行波法等方式合理应用在了高压架空输电线路故障点测距的工作之中，确保第一时间发现其中存在的故障点，从而提高了工作的质量、效率，为工作人员制定后续的工作方案奠定基础。所以，为了可以确保高压架空输电线路故障测距工作的有效性，需要将工作方法合理应用在工作之中。
参考文献
[1]高艳丰. 基于电流行波的输电线路雷击识别和故障定位方法研究[D].华北电力大学(北京),2016.
[2]张怿宁,束洪春,田鑫萃,董俊,李晋伟.特高压直流输电线路接地极线路高阻故障测距方法研究[J].电力系统保护与控制,2015,43(24): 1-7.
论文作者:薛骅淳,林火煅
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/25
标签：故障论文; 线路论文; 高压论文; 电流论文; 方式论文; 电压论文; 输电线论文; 《电力设备》2018年第7期论文;