高压输电线路故障定位技术对电网安全运行的影响

张雄

摘要：随着输电网的快速发展，电网安装的无功补偿装置以及柔性交流输电装置和相关清洁能源并网应用使得电网整体呈现动态化，对当前既有的故障定位方式有很大影响。加强对高压输电故障定位技术的研究，对于电网安全稳定运行有着重要作用。因此该文对高压输电线路故障定位技术对电网安全运行进行了分析。

关键词：高压输电线路;故障定位技术;电网安全;影响

1输电线路故障定位技术的作用

在电网维护当中输电线路故障定位技术有着很重要的作用，其主要表现在3个方面：1）能够节约时间。输电线路故障定位技术的合理应用在一定意义上能够使得运行维护人员能够快速确定故障点，使维修人员减少巡线时间。2）降低经济损失。在输电线路当中如果产生故障，难免会带来相应的经济损失，故障定位技术的合理应用能够让运行维护人员在对故障点确定之后及时地排除和维修，降低经济损失。3）能够对线路薄弱点实施合理的分析。输电线路有时会产生瞬时故障都是产生在线路的薄弱部位，而故障定位技术的应用使得运行维护人员能够及时对薄弱部位进行分析，从而采用科学合理的措施实施保护，避免其产生永久故障，使得线路维护成本降低，将输电线路的安全以及稳定性不断提升。

2高压输电线路故障类型

我国电力行业迅猛发展，影响系统安全运行的因素逐步显现，国内外发生大量高压输电线路故障诱发的系统瓦解事故，依据高压输电线故障发生的原因可分为永久性故障、隐性故障。永久性故障是多个导体对地基导体间的短路故障，外力对输电线造成机械性损害。瞬时性故障是因雷电等过电压引起闪络，可能因鸟类造成导体对地，发生故障可进行重合闸。绝缘击穿多因老化等原因造成线路绝缘性能下降，正常运行的电压绝缘击穿造成短路，故障切除后无明显破坏迹象。隐性故障发展到瞬时闪络不可预测，在正常电压下不击穿。依据故障形式可分为三相短路，两相接地短路与断相故障。单向接地孤航为电力系统出现次数最多的故障类型。

3高压输电线路故障定位方法

3.1單端行波定位

单端行波法只需利用线路一端的电量来确定故障点的位置。单端法通常需要捕捉故障电流中的前两个行波头。对于故障安装装置，故障行波中的第一行波头必须是从故障点传播到测量装置一端的行波。当故障点距离故障定位装置一端的总线较另一端的总线较远时，故障行波中的第二行波头是另一端总线的反射行波，但当故障点较近时，故障行波的第二行波头由故障装置安装点与总线之间的反射。为了区分这两种类型的行波头，单端法通常需要在捕获行波头时识别行波极性。

3.2双端行波定位

双端行波结合了线路两端的故障特征，由故障点向线路两端传播的行波会在故障发生后产生，通过在线路两端安装行波检测装置，故障时安装在线路两端的测量装置检测到的行波初始波头均是由故障点传播过来的，仅需利用两端初始行波的时间就能确定故障点位置。与单端行波法相比较而言，双端行波法在捕获行波波头时刻上显然更为准确可靠，这一方法不需要辨识行波的极性，不会存在波头性质混合不清的情况，但是双端法需要在线路两端采样时间严格同步的基础上才能保持更高的测距精度，当故障采集装置的采样频率设置为1MHz时，若双端测量装置的时间同步误差为一个采样时间周期，即1个微秒，此时将导致150m的测距误差，可见，双端法对线路两端行波测距装置同步时间的精度要求很高。与单端法相比较，双端法的定位结果会受到双端不同步的影响，但随着GPS技术的进一步发展，双端同步的精度也越来越高，并且同步的稳定性也越来越好，因此，就故障定位效果而言，双端法要好于单端法，同时双端法不需要检测行波的极性，不会受到母线和出线结构和方式的影响，故障定位结果更为可靠。

3.3故障杆号区段按照设备特殊区域进行预测

每一行的地域差异，恶劣的天气是一个时间线跳闸事故常常发生，所以每一条线都将受到不同程度的影响。如夏季雷雨天时大多数出现在电路故障，和塔是最易受雷击的地方，要注意的检查;如在风雨或无雨的天气，你必须检查周围的树木，建筑和特殊的塔，尤其是塔的失败之前发生的;如果天气在井发生了故障，将各付各道路交叉点和容易损坏的区域重点检查;如果故障发生在雾，雾区探索塔。

4高压输电线路故障定位方法对比

根据工程实际应用，提出了输电线路故障测距方法的经济性和精度要求，并选择了合适的故障测距方法。近年来，大批专家不断研究，出现了大量故障测距仪，投入实际生产和应用，具有可行性高、操作方便等优点。虽然智能方法具有响应速度快、计算精度高的特点，但研究尚处于起步阶段，相关理论研究尚处于发展阶段，专家系统存在获取知识的瓶颈问题，神经网络的缺点是难以通过硬件实现其功能。

具体的定位方法可以通过电气测量得到故障点的位置。分段定位法的定位精度受到信号的干扰。小电流接地故障检测的推拿效果不理想，无法得到具体位置。馈线终端单元（FTU）只适用于配电自动化网络，不能大面积使用。终端法贯穿于输电线路故障测距方法的发展，并取得了丰富的实践经验。信号注入法利用有源输入信号实现不受消弧线圈影响的定位。

阻抗法简单易行，但不考虑过渡电阻、故障暂态谐波和线路参数的影响，需要考虑工频基波、三相对称性等条件。电路结构的不对称性和故障点的过渡电阻对测量精度影响很大。不适用于同杆串联补偿电容双回线路的故障定位。

结束语

综上所述，高压输电线路故障定位技术的发展能够提高输电的工作效率和效果，保障用电的质量，给企业和用户源源不断输送电能。随着社会发展，单一的故障定位算法将难以满足快速、精准定位的要求，采取不同原理的定位方法进行综合故障定位可能会更快速、更准确，国家和社会需要一起重视故障定位技术，相关科研人员也要对其不断进行研发，保障高压输电线路故障定位技术的有效运行，推动高压输电线路稳定运行。

参考文献

[1]任凯.浅谈高压输电线路接地故障定位技术[J].通讯世界，2019（18）：46-47.

[2]董爱华，李志超，闵天文，等.基于多个测量点的高压输电线路故障定位新方法[J].控制工程，2019，23（3）：411-416.