高壓直流輸電線路故障診斷分析

陳錦松

中國南方電網超高壓輸電公司天生橋局 貴州 興義 562499

1 前言

在國內經濟市場蓬勃發展的大環境支持下，國家對電能的需求量也得到相應的提高，持續穩定的提供電能已經成為了一個對城市最基本的生活保障。高壓直流輸電與交流輸電相比較之下，前者桿塔結構簡單，線路造價成本低，在增強系統中可靠性更高，并且不增加限制電路系統的短路容量，便于實現電力系統的非同期聯網運行以及不同頻率的電力系統的聯網，適用于高電壓、遠距離、大容量輸電。正因為其明顯的優勢，直流輸電也得以迅速穩健的發展，于此同時，怎樣維持高壓直流輸電系統的性能，確保系統高效、可靠、安全的運營并及時預測可能出現的系統故障，成為當前電力從業人員面臨的一大挑戰[1]。

2 常見故障特征分析

基于高壓直流輸電線路的高速建設以及大范圍運營，一部分關于直流線路管理運營問題也相繼出現，目前來說，在管理運行工作中的一大難題就是直流輸電線路的雷害防治工作等，下面文章針對幾個常見故障進行分析，并對其特征進行描述:

2.1 雷擊 雷擊的主要特征有再瓷質絕緣子表面放電的痕跡相對比較明顯，燒傷位置的中間一般是白色或者在白色部分中帶有一些小黑點，會導致瓷釉發生掉落的情況，另外在痕跡的邊緣則通常是黃色或者黑色。相對玻璃絕緣子來說，放電的痕跡就沒有那么明顯，但是放電弧會在玻璃鋼裙邊形成很多小塊的暗紋，當電流強度不斷增加時，就很有可能會發生自爆的現象[2]。

在高壓直流輸電線路兩個極的電壓極性是相反的，根據物理學中異性相吸、同性相斥的原理，電云可能會向不同極性的直流極線放電。所以針對雙極直流輸電線路來說的話，兩個極在相同的地點相同的時間被雷擊中的概率微乎其微。而一般的直流線路被雷擊的時間并不長，雷擊令直流電壓突然升高后再下降。假如直流線路絕緣無法承受突然提高的電壓時，就有可能導致直流線路發生對地閃絡放電的情況。

2.2 污閃 污閃的主要特征是會沿絕緣子的表面進行放電，大多數絕緣子表面會造成各個程度的不同燒傷，通常放電通道產生的燒傷痕跡也不會是直線的形狀，往往沒有規律的分布在絕緣子表面。與此同時，導線往往不會存在明顯灼傷痕跡，而金具和絕緣子的鋼帽、鋼腳等銜接部分在一定程度上會出現輕微灼傷的痕跡。相對于平時正常狀態下的絕緣子，發生故障問題絕緣子的放電聲音也會有所不同，前者的放電聲音一般是有規律可循的“沙沙”的聲音，而后者放出的放電聲音則是“嗞嗞”作響。

3 高壓直流輸電線路故障定位方法分析

高壓直流輸電線路相對來說情況比較復雜特殊，一旦其出現故障問題就會影響正常供電服務，為了更好的判斷該故障發生在什么位置，一般主要采用行波法和故障分析法這兩種方式。在相關工作人員進行直流輸電線路故障定位時，其方法往往是非常多樣化的，這就要求我們在掌握理論知識的同時，還要切實了解其中的技術要點，以便于在實際操作過程中更好的運用[3]。

與傳統的行波法有所區別，目前主流的行波法除了包括單端法和雙端法，還另外涵蓋小波變換法、數學形態法、希爾伯特—黃變換法、固有頻率法以及獨立分量法等等。其中希爾伯特黃變換法是一種新型的極具代表性的信號處理技術，對處理非線性以及非平穩信號有清晰的物理意義，使用得當的情況下，不止可以對行波波頭進行有效檢測，還能對計算故障距離起到幫助作用，同時再與信號自身在時域中實施自適應的分解進行結合，不會引發在奇函數和分解尺度上的選取問題[4]。

而對于故障分析法，若是依據電氣量來源進行區分，也可分為單端法和雙端法兩種方式，而依據線路模型進行區分，則又可將其分為集中參數法與分布參數法兩種方式。另外，將其依據電氣量的形式進行區分，可以區分為頻域法和時域法兩種方式。其中對于直流輸電線路故障測距問題，分布參數法有自己獨特優勢，利用其可以做到對任意定位的暫態到穩態時段中數據進行定位，從而直接可以運用到相關的故障數據，并且不需要另外進行時域頻域的轉換。該方法主要是以分布參數模型為基礎對故障進行定位，從而通過兩端打壓和電流對兩端沿線電壓的分布進行計算，通過電壓故障點對故障進行定位。

4 結束語

綜上所述，高壓直流輸電在我國輸電中占據著不可比擬的位置，其本身先天具有的很多優勢，讓其在高電壓和大容量及遠距離的輸電工程中得到了全面運用，同時又因為其線路故障定位存在很多高難度的問題，無時無刻不在要求著我們必須加快對這一問題分析與處理，希望本文中對高壓直流輸電線路故障定位方法分析，可以有效幫助到相關工作人員找到故障并排除故障，以便于為眾多電力客戶提供更加優質高效的服務。