特高壓直流輸電線路故障測距論述

張曉曦

摘要：資源分布均衡且集中，和電力負荷要求背道而馳，間距跨度也比較遠，提高電力傳輸的效率性，實現大容量、遠距離目標。在電力傳輸中，直流線路是其重要部分，因為受到線路和環境的影響，很容易引發安全事故。所以，安全、精準的特高壓直流輸電新路故障在系統中占據王要地位。

關鍵詞：特高壓直流輸電線路;故障測距;影響因素

一、國內外故障測距研究現狀

（一）故障分析法

如果電力系統出現故障時可利用故障分析法按照系統數據與故障點電壓電流情況對關系方程進行確認，隨后計算出方程得出故障點位置，這種方法非常簡捷，對采樣要求不是很高。通常情況下，直流線路在運行時不需要轉換，利用故障錄波收集的電壓電流可在短期內探索出線路故障位置，故障分析法對線路數據精準性提出較高要求。定位技術在各個區域使用頻繁，如GPS定位系統，為故障測距提供便利，從而使故障信息一致，提升故障測距的準確性。故障錄數據在工程中經常使用，性價比高，被人們一致認可。

（二）行波法

在故障信號環節中行波法位于第三環節，按照行波傳輸理論完成故障測距任務。傳統行波測距法主要分為六種，A型到F型，包含雙端法、單端法。B和D屬于雙端法，A、C、E、F屬于單端法。單端測距法是指行波在故障點與測量端經過反復折射的時間和行波速率對故障距離進行明確，原理易懂，所需設備較少，不會遭遇電阻襲擊，提高準確度。雙端測距法是通過行波波頭到線路的時間和速度計算出故障間距，借助GPS定位系統統一數據信息，測距準確率高，在工程中使用頻繁。

（三）智能法

智能法故障測距是借助智能算法來探索特點與距離故障的關系，體現算法整合性與相似性，從而提前預測故障距離。通過線路故障距離與小波能量譜存在非線性關系，將能量譜看成故障距離特點量，然后融入到神經網絡培訓中，完成故障測距任務。因為行波頻率與故障距離存在繁瑣數學聯系，很難獲得折射系數與反系數，從而使用其他方式完成故障測距任務。把小波能量看成線路故障距離特點量，通過智能法實現故障測距且準確度高。

二、影響特高壓直流輸電線路故障測距的原因

特高壓直流輸電線路是電網建設的重要組成部分，以多分裂導線為基礎，當出現故障問題時會產生一系列非周期因素從而降低分量，最常用的方法就是濾波算法，其故障測距結果的準確性非常低。影響故障定位準確性的原因有下列幾種：（1）運用濾波算法帶來的誤差問題。在特高壓直流輸電線路和同塔雙回線路中，使用最多的故障定位法是全波傅氏算法。雖然全波傅氏算法可以清除諧波分量和直流分量，但卻不能很好的過濾非周期分量。一些企業簡單認為在故障測距過程中，為了提升信號內基頻分量的精準性，能夠徑直使用全周傅氏算法，這時就要特別關注線路故障問題，很多非周期分量通常隨著指數規律而減少，這樣加大了參數計算的錯誤率。（2）故障定位誤差的形成是因為輸電線路的不準確性。經研究表明，線路問題形成的測距誤差在3%以內，且測距誤差是隨著線路長度而改變的，對此要及時調整線路長度。

三、故障測距法的應用

（一）雙回線故障測距法應用

在實際操作過程中，互感或跨線問題是雙回線最常見的故障，增加故障測距難度。所以在故障測距時，（1）對交流電弧模型建造予以分析。結合實際情況，由于受到空氣熱導率的影響，電弧輻射形狀和長度均會有所改變。當交流感性回路狀態頻率過低時，電弧電流就會將正弦看成主體，但是依舊會出現電弧電壓畸形故障。對此在找尋故障位置時要利用電弧電流電壓波來實現電弧轉移工作，創建電弧等效模型。（2）完成單回線故障測距工作。在測距環節中，所涉及到的問題有一回線單相接地、一回線兩相故障、一回線三相故障，便于獲取精準的測距結果。（3）跨線故障測距法。對于同塔雙回線架設進展來說，常常因為天氣的影響而造成跨線故障問題，如果某條接線電流是0，接地故障電流為0時，就要思考怎樣完成故障定位工作。在操作環節，詳細研究回線故障點電流、電壓，從而實現故障測距方程創建目標。

（二）單端故障測距法的應用

從特高壓直流輸電線路特點可以看出，通常情況下直流輸電線路特點為耗電量低、距離遠、容量大等，與交流輸電相比直流輸電線路空間范圍小，不用開啟過電壓。在故障測距過程中，使用次數最多的方法就是單端測距法和雙端測距法，如果針對的是信號較弱的小行波，就不能合理檢測行波波頭，在探索故障位置時存在很多阻礙。所以，特高壓直流輸電線路故障測距時首要任務是創建合適的直流電弧模型，讓小電流和大電流在指定情況下清楚顯現出電壓電流特點。在實施故障定位工作時需注意以下幾點：（1）建立相模變換矩陣。在此流程中應對雙擊直流輸電系統進行全面分析，因為線路中極和極之間存在一定的感應聯系，所以應盡快完成耦合線路解禍工作，從方程式中創建相模變換矩陣。（2）建立時域模型。在建立過程中應安置有損線路電阻中點和兩邊較為密集的地方，在把無損線路分成兩截，這時候便可在故障區域計算電流瞬時值和電壓瞬時值，根據模量采樣值，獲取線路電容、電阻值、電感數據。

（三）后備測距法的應用

使用后備測距法來處理低行波測距的失效問題，在運用過程中先深入探討行波測距失效的根本問題，如兩相相間短路問題和單相接地問題等。隨后做好測距工作，具體表現在以下幾點：（1）合理使用合閘行波。一般情況下輸電線路引發故障的源頭是斷路現象，應立即執行重合閘操作，如果線路是瞬時故障問題，就要開啟合閘;如果線路是永久故障問題，那么就會多次引發跳閘。把合閘行波融入到故障測距工作中，方能實現故障測距。（2）在故障測距過程中利用半波傅氏變換法將故障點電流批量提煉出來，基于此根據故障點邊界條件實施測距算法，斷路器處于斷開狀態，端系統阻抗不會受到任何影響。

四、結語

綜上所述，在特高壓直流輸電系統中直流線路是其核心要素，線路繁瑣，沿線跨距長，線路出現問題時可以快速精準的探尋到問題源頭，所以特高壓直流輸電線路故障測距工作是非常有意義的。

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