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摘要：该文章以当前基于同步相量测量技术的故障测距算法研究情况进行了对比和总结，且对其定位效果做了相应点评。
关键词：输电线路；故障测距；同步相量；故障定位
1.在线参数预估
输电线路的参数包括特性电阻抗、传播系数、线路总长等都能以已知参量进行计算。上述参数的真实程度与故障测距的精准度直接相关。大多数情况下，已知参量在线路建设初期就已经被确定，然而后期因为天气状况、环境改变或地理因素导致实际状况与已知参量有或多或少的差异。所以，若能适时的测定或计算出线路运行中出现情况的参数，具有相当重要的作用。依据WAMS供应的线路两侧电压电流作用和线路参数之间的相互关系就可以便捷的计算输电线路的众多参数。
2.两侧同时测距原理
两侧同时测距必须满足线路两侧数据采集同时出现，并将获得的电压和直流电进行统一的时间划定以作为根据进行参考。依据采用的数据显示，可将两侧故障测距算法大致分为三种情况：一是两侧电流电压直接法，二是一侧电压电流对侧电流法，三是两侧电压控制法。
2.1两侧电流电压直接法
面对当前两侧同时电压、电流测距计算法，作者大致总结了如故障方程解析法、搜索代换法、时区基础法等几种常见方法。
(1)故障方程解析法
此方法主要是依靠线路两侧采集的电压和电流数据对波进行换算，将其分解为多种谐波，并分别得到频率分布;然后再依据分解原理和分解状况建立线路正逆顺序制作参数分布，并根据线路故障特点认真填写故障测距方程公式，通过求解准确计算出故障所在。这种测距方式可以根据线路变化而进行相应的电流电压数据滤波调整，通过分解得到的各种波形确定测距算法的适应程度和适合的计算方式，以便不受故障处的过度影响，而导致电阻率过大，完成不同程度的二次故障。为避免此类情况就必须具备足够的测距精度。因故障发生后的一段时间内，系统内部电流电压频率分布均处于混乱状态，所以对系统设备的滤波接收处理能力有很好要求。
(2)搜索代换法
此类方法操作相对简单些，只需要采集线路两侧电流电压的频率分布程度和相关位置就可以进行统计计算，此外，通过故障线路两侧距离故障位置处的电压分布以下降趋势为突出特征而采用线路数据参数方程式进行故障线路的搜索，从而确定由于电压下降而导致的故障线路的具体位置。此方法并不需要求解方程式结果，所以没有伪证存在，加之又不受高电阻及故障类型的作用，能快速调整线路特征进行高压线路输送。因而，故障位置搜索是该方法可具体使用的重要原因。搜索成功与否还与定位的精确程度有关。所以，要改善搜索过程中的基础线路设施建立合适的线路分布模型，依据故障原因区段进行电压线路分析，并制定统一规律以便以后类似故障再次查询消耗时间。搜索代换法的使用，把故障线路具体位置确定在某一区间内，再依据参数分布确定故障类型和原因，以便对症下药。所以，只要是原始数据，就可以通过搜索代换法大概确定故障地点，因而具有很高的使用价值。
(3)时区基础方法
在故障初期，由于周期尚未明确，谐波频率差别过大，即使做了滤波处理也不能提取并确定参数频率分量，所以，依据频率信号播放的规律可能会降低定位的准确性。时区基础方法的出现，大大降低了这种问题发生的可能性，解决了时区定位不准确的问题;此方法的出台极大的降低了区域方法不能解决的困难。只需要采集设备装置就可以直接进行数据采集，不需要滤波也不需要相量参数，节省了时域和频域的切换，不再受高电阻和电网频率的约束，精确度也较工频法高。
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2.2本侧电压电流对侧电流法
当故障发生时，电压电流互感器会发起感应波促进饱和，发生保障发时，电流互感器很容易达到饱和状态，从而导致采样波形发生畸形变化，以至于不能准确地表达客观真实的故障电流。所以电流互感器达到饱和是一种影响输电线路两侧测距算法的一个重要因素。解决cT饱和影响故障测距的途径之一是对饱和电流进行补偿矫正。另一种解决的途径是研究仅利用两侧电压和另一侧电流，而不考虑CT饱和的一侧电流，具有更高的测距精度和更广泛的应用。
2.3两侧电压法
为了有效避免由于电流互感器饱和带来的测距误差，有关理论学者提出了仅基于线路两端同步电压相量的测距算法。理论上，这类方法无需电流相量参与，可以完全不受饱和侧电流的影响。相关资料整合出了故障线路正序端电压比指标概念，并证明了这一指标仅与故障距离、线路的阻抗有关，而与故障类型、过渡电阻无关；其次通过软件仿真得到故障点位置与电压比指标的单调曲线关系，进而对两端或三端线路进行匹配定位，可得到唯一的距离解；实际的仿真表明这一方法也具有较高的精度。但上述方法需要提供两侧系统的等效阻抗，而在实际运行中，两侧系统阻抗是变化的，且在缺乏电流的情况下无法在线测量，因此这是一种理想化的测距算法。
3.实际应用
电网电力系统的持续发展更新，使得各种线路支接成为日常生活所必须的存在。高压超高压电力电网的出现也极大的促进了人民生活水平。两侧系统故障测距法相对使用比较简单，且由于结构本身带来的特殊性，直接导致两侧测距原理要求PMU设备到位且频繁用于操作系统故障测距上，但经济效益相对较低。
3.1常见线路结构
对于复杂多变的线路网络传送网站来说，存在许多常见的电路线路事故，很难依据上述两侧测距方式进行处理，比如三侧线路以及多侧线路、环型回流、电容补充线路、双回流路等。
3.1.1三侧多侧传输线路
相关数据显示，单侧的机电频率电气输送理论是无法准确判断电路线路具体故障位置的。所以，当前解决三侧以及多侧线路故障测距系统的方式就只有通过各侧电气使用量确定母线路配置PMU设备的使用情况。根据故障现场进行加减分以及正逆顺序电气电量分压值来明确故障支路事故。然后，把非故障电路统一结合简化起来，以得到故障时具体支接线路两侧测距算法而进行准确故障测距。其关键因素都是故障支路的预判，但这并不代表支接点的预判没有盲区和死角。分支线路的特征之一就是长度略短，只有暂时安全举措。如果不使用三侧线路的测距方式，就很难使分支线路的PMU电流电压正常运行。待电压达到稳定后再依据相应的数据进行模型转换和精度确立。
3.1.2串联填补线路
在每条传送线路上安装串联填补设备，可以极大的降低开车风险，拓宽线路运输量，增强稳定效果，但往往也存在不好的一面，即电子设备的成立，只要确定不影响整体线路设施精密度就可以。
3.2全网定位
针对当前同步的数据来看，可以通过故配置PMU来准确确定故障具体位置。在每条线路两侧都配备PMU设备或间隔母线线路PMU设备时，才能准确预判故障位置。然而由于花费高昂，而受到很大约束，所以目前来说并不具备常规配备PMU设备基础。所以，怎样在配置量少PMU有限的情况下确定建设方案和全网故障定位是当前最有待解决的问题。
4.总结
此文以国内外情况为研究前提进行了剖析说明，通过大量数据参数方式确定故障位置和相应的事故方程式计算故障发生总结。通过故障测距多种方式算法和实际过程中的各种情况，推算出故障测距需要改进的方面，以此来优化完善故障测距，更好的解决实际情况，出现的故障及时解决。
参考文献
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论文作者:焦怀军
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/16
标签：故障论文; 线路论文; 电压论文; 电流论文; 方法论文; 参数论文; 算法论文; 《电力设备》2016年第24期论文;