關(guān)于輸電線路故障定位與故障綜合研究

紀何

摘 要：本文首先將分析診斷輸電線路故障的主要方法，然后詳細闡述精確定位輸電線路故障的主要技術(shù)，希望可以為相關(guān)工作人員和單位提供有用的參考。

關(guān)鍵詞：故障定位;輸電線路;故障研究;故障測距;線路參數(shù)

1.故障定位裝置原理分析

當輸電線路出現(xiàn)故障時，例如雷擊、外破、鳥害等，電力系統(tǒng)中會出現(xiàn)暫態(tài)行波，這種行波是沿輸電線路向兩端發(fā)送的電壓、電流波。某故障診斷系統(tǒng)原理依照雙端定位法，如圖1所示。

在圖1中，當線路發(fā)生故障，故障點向線路兩端發(fā)送故障信號，行波信號發(fā)送到監(jiān)測裝置1所需時間為t1，行波信號發(fā)送到監(jiān)測裝置2所需時間為t2，故障點和監(jiān)測裝置1的距離為L1，故障點和監(jiān)測裝置2的距離為L2，兩套監(jiān)測裝置之間的距離為L，則有：

分布式故障診斷系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示，包括監(jiān)測終端、數(shù)據(jù)中心以及客戶端3個部分。監(jiān)測終端包含取電CT、羅氏線圈電流傳感器、GPS授時模塊、采集模塊、4G通信模塊等，監(jiān)測終端主要技術(shù)參數(shù)如下：采樣率為50MHz;行波測量范圍為0.5A～2000A;帶寬為0.5kHz～1MHz。

診斷輸電線路故障的主要方法

第一，小波分析法。這種方法是基于傅里葉分析發(fā)展而來，在近些年來發(fā)展迅速。其優(yōu)點就在于可以開展多分辨率分析，并且在頻域以及時域都可以表征信號局部特征，其時窗、形狀以及頻窗都可以任意變化，然而其窗口的大小卻不會隨之變化，這樣就使其具有良好的信號自適應(yīng)性。并可以利用對信號的分解，獲取突變信號的具體位置，這樣就能夠?qū)旊娋€路的故障進行定位和分類，有著很高的準確性。然而，這種檢測方法不僅運算時間長，計算量也相對較大。

第二，阻抗測距法。這種方法是將電力系統(tǒng)與計算機技術(shù)相融合的一種方法，因為線路長度與阻抗存在著正比例關(guān)系，所以可以根據(jù)這一原理完成對故障的測距工作。目前，這種方法在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍十分廣泛，對保障故障診斷工作有著很好的幫助。

2.精確定位輸電線路故障的主要技術(shù)

在對輸電線路進行測距時，根據(jù)測距的基本原理，可以將劃分出兩種方法，分別是行波法和故障分析法。而根據(jù)測距的信息來源，可以分出三種方法，分別是單端測距算法、雙端測距算法以及多端測距算法[1]。

2.1單端測距算法

其中，對硬件要求最為簡單的測距方法就是單端測距算法，不僅測距簡單方便，而且不需要投入過高的成本。但是，其測距精度不佳，很容易出現(xiàn)極大的測距誤差。之所以會如此，主要是因為存在故障過度電阻。因此，為了降低對其測距精度的影響，就需要將對端系統(tǒng)的阻抗融入其中，然而這就會受到對端系統(tǒng)阻抗變化的影響，同樣也會造成誤差的出現(xiàn)，這也是單端測距算法長久以來都未能有效解決的問題，導(dǎo)致這一測距方法難以有效應(yīng)用的主要原因。

2.2雙端測距算法

雙端測距算法雖然在原理上不存在誤差，還可以很好的避免端系統(tǒng)運行阻抗對定位精度所帶的影響，并能夠克服過度電阻的影響。然而，雙端測距算法是一種基于GPS時鐘的檢測方法，需要在硬件上投入大量的資金，并且這種檢測方法針對偽根判別等方面也存在著一定的不足，還需要能夠進一步的提升。

2.3根據(jù)加權(quán)數(shù)據(jù)融合的綜合故障測距算法

這種故障檢測方法就是將雙端非同步數(shù)據(jù)故障測距算法、雙端同步數(shù)據(jù)故障測距算法以及行波測距算法所獲得的測距結(jié)果，作為三種不同類型的數(shù)據(jù)源，由相關(guān)工作人員根據(jù)仿真實驗數(shù)據(jù)結(jié)合先驗知識，從而準確的獲取相應(yīng)的權(quán)值系數(shù)，對其開展自適應(yīng)性的加權(quán)融合，這樣就能夠獲取更為可靠和準確的測距結(jié)果。在其中涉及到的各種單端數(shù)據(jù)故障測距算法，因為其存在固有的原理誤差問題，這就會導(dǎo)致其他算法會出現(xiàn)失效的問題，及時未失效獲取的數(shù)據(jù)也進能夠作為輔助測距方法。尤其是雙端非同步數(shù)據(jù)故障測距算法以及雙端同步數(shù)據(jù)故障測距算法都是根據(jù)輸電線路分布參數(shù)計算故障的方程算法[2]。所以，為了進一步保證輸電線路故障檢修工作的科學(xué)性，避免自然因素和人為因素所造成的故障，這就需要檢修人員在日常的工作中，能夠嚴格的遵守檢修工作的相關(guān)要求，并根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，合理的采用針對性的檢修技術(shù)，才能夠切實的保障檢修工作的有序進行，及時將故障扼殺在萌芽之中，切實保證輸電線路的穩(wěn)定工作。

2.4多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)

由于現(xiàn)代的電力系統(tǒng)相比過去更加的復(fù)雜，如果仍然通過單數(shù)據(jù)源或者是單傳感器開展故障測距工作，不僅檢測精確性難以保證，還無法有效的滿足對現(xiàn)代輸電線路準確故障定位和快速定位的實際需求。因此，就需要相關(guān)工作人員和單位能夠積極的應(yīng)用多數(shù)據(jù)融合以及多傳感器技術(shù)，這樣才能夠為檢測故障提供全面的冗余信息以及互補信息，從而就能夠?qū)⑦@些信息有效的融合到一起，獲得更加完整的故障信息，有效的加快故障定位速度，提高定位的準確性。

3.結(jié)束語

電力系統(tǒng)是保障我國經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)，而保證電力系統(tǒng)的正常工作，就關(guān)系到我國經(jīng)濟能否穩(wěn)定的快速發(fā)展。輸電線路作為保障電能傳送的重要環(huán)節(jié)，可以說是電力系統(tǒng)的經(jīng)濟命脈，一旦其出現(xiàn)故障，就會直接對電力系統(tǒng)的正常運行造成威脅。由于輸電線路輸送距離長，運行環(huán)境受很多因素的影響，時常出現(xiàn)故障跳閘的現(xiàn)象，故障定位技術(shù)成為準確判斷故障位置和原因的主要方式。而傳統(tǒng)的故障排障方式已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)在的電力系統(tǒng)排障需求，不僅測距精度低，還會給相關(guān)工作人員帶來沉重的負擔(dān)。這就需要相關(guān)單位能夠積極的引進新的排障技術(shù)，尤其是要將現(xiàn)代信息技術(shù)有效的融入其中，這樣才可以更快、更好以及精確的排除故障，不僅能夠有效增強電力生產(chǎn)部門的經(jīng)濟效益，還能夠充分的發(fā)揮電力系統(tǒng)的作用。

參考文獻：

[1]賀亮，梁國棟.輸電線路精確故障定位研究[J].中國科技投，2018（23）：35-35.

[2]樊興新.一種輸電線路架空地線融冰接地故障定位的方法[J].現(xiàn)代制造，2017（36）：35-35.

[3]吳正奇.輸電線路運行中常見故障的檢修方法研究[J].廣東科技，2018，000（24）：72-73.

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