架空输电线路故障测距方法探究

王雪涛

摘要：当电力系统的输电线路在发生故障的时候，为了能够有效的减少巡线的负担，那么就需要对故障进行测距，这样能够节省大量的物力和人力，从而使得运行的可靠性得到有效地提高，线路也能够快速的恢复供电，因停电而造成的综合经济损失也能够降低。本文主要针对架空输电线路故障测距的方法进行分析。

关键词：架空输电线路 故障 测距方法

随着我国社会经济的不断发展，电力建设也得到了快速发展的机会，电网的规模在不断的扩大，高压架空线路也变得越来越多，对于电力系统的安全和稳定运行、保护以及监控都提出了更加严格的要求。高压架空输电线路穿越的地形比较复杂，分布的范围也比较广，这样也就更加容易发生故障。当架空输电线路发生各种各样的故障时，为了保证电力系统能够稳定安全的运行，那么最有效的手段就是对线路进行准确和快速的故障测距。最近几年，使用雷电定位系统能够有效地解决因为雷击造成的架空输电线路故障的定位问题，但是对于非雷击造成的线路故障问题却没有好的办法解决。那么在对故障进行定位的时候就只能够依靠设置在变电站的故障测距装置。下面就对常用的一些故障测距的方法进行简单的介绍。

1 阻抗测距法的介绍

阻抗测距法的基本原理。阻抗测距法也被称为是广义的故障分析法，测距装置主要就是根据架空输电线路发生故障时测量到的电流量和电压量来对故障回路的阻抗进行计算。因为输电线路的长度是和阻抗成正比，这样就可以根据计算线路和阻抗的参考阻抗，从而就可以得出测距装置设置的位置和线路故障点之间的距离。测距装置首先应该要根据采集的电气量来进行计算，这样就能够判断出故障的类型，然后再进入到相关故障类型的子程序当中对故障回路的阻抗进行计算。

在故障录波测距装置以及各类微机保护装置中，现在阻抗测距法的应用都非常的广泛，已经成为了主要的故障测距方法。虽然阻抗测距法在实际的故障测距当中受到故障电阻、故障类型以及线路对端的负荷阻抗影响比较大，最终结果的误差也很大，而且如果是在闪络故障或者高阻故障时采用阻抗测距法的话就不能够很好的满足实际需要，但是经过很多运行的经验可以证实，阻抗测距法依然能够很好的满足实际运行当中线路出现故障的测距要求，能够发挥出比较好的作用。

在采用阻抗测距法的时候，测距装置在实际的使用过程当中应该要注意下面这些问题：首先测距装置在计算出故障回路的阻抗之后应该要和给定的线路参考阻抗进行比较，这样就能够计算出测距装置和线路故障点之间的距离，也就是说要想测距的精度比较高，那么给出的线路阻抗参数就应该要精确。很多时候，线路的阻抗参数都不是采用的线路实际测量值，而是采用单位长度的阻抗值乘以线路的长度来计算得到线路的阻抗参数，这样和实际的线路阻抗参数相比就会存在一定的误差，最终就会使得测距的结果产生误差。其次就是在线路比较多的变电站当中，因为故障录波测距装置的容量有限，那么在解决故障电路录波问题的时候一般都只是录取线路当中的中性线电流，而不是录取三相电流。

2 行波测距法的介绍

2.1 行波测距法的基本原理。当输电线路发生故障的时候，在线路的故障点就会产生向两端运行的暂态行波，如果暂态行波在传播的过程当中遇到的介质不均匀的话，暂态行波就会发生反射和折射，在母线和线路故障点的地方，暂态行波就会发生投射和反射，而行波测距法主要就是利用这两个波头之间的时间差来完成对线路故障点的定位。

2.2 行波测距法的分类。根据测量方式以及产生行波的种类不同，基于行波法的测距方法一般就可以分成A、B、C这样三种类型。

A型行波测距法，主要就是利用线路故障点所产生的行波，然后根据行波的波速以及行波在线路故障点和测量点之间往返一次的时间来确定出线路故障点的距离。A型行波测距法所需要用到的装置比较少，而且原理也比较简单，同时A型行波测距法也不会受到对端负荷阻抗以及过渡电阻的影响，在理论上可以达到比较高的精度。但是一直以来，因为对于线路故障点所产生的行波特性以及在三相线路上的传播特性认识还不足，而且确定行波达到的时间以及信号采集的要求比较高，所以A型行波测距法并没有得到很好的推广应用。

B型行波测距法，主要就是利用故障产生的第一个行波头信号，然后借助通信通道来实现线路故障点的测距。B型行波测距法主要的优点就是利用线路故障点所产生的行波第一次到达线路两端的信号，这样也就不会受到线路故障点投射波的影响。和A型行波测距法一样，B型行波测距法对于行波达到的时间要求也非常的高，所以B型行波测距法基本上都是采用的GPS技术，同时和A型行波测距法相比较，B型行波测距法所需要用的装置设备也更多一些。

C型行波测距法，主要就是采用脉冲发射装置向已经离线的故障线路发射直流脉冲或者高压高频脉冲，然后在根据高压脉冲由脉冲发射装置到线路故障点的往返时间进行测距。C型行波测距法装置和原理都比较的简单，而且测距的精度也比较高，一直以来应用都非常的广泛。C型行波测距法主要有二次脉冲法和低压脉冲反射法。C型行波测距法是对架空输电线路故障测距一种比较有效和成熟的方法，现在国内外很多的厂商都在生产这种装置，而且离线测量也是C型行波测距法的一个特点。和前面两种方法相比较，C型行波测距法需要比较大的设备投入。

上述这几种行波测距法都是通过对行波在线路当中的传播时间的测定来确定线路的故障点。相比较之下，A型行波测距法在进行线路故障测距的时候所需要用到的设备最少，只需要在前端使用一个高采样率的采集器就可以；B型行波测距法则需要稳定性比较好的通信通道；C型行波测距法则需要脉冲发生器。从信息处理的过程来看，A型行波测距法需要对行波进行有效的区分，B型行波测距法和C型行波测距法则不需要。从测量的区域来说的话，A型行波测距法和C型行波测距法都存在一定的盲区，而B型行波测距法则不存在盲区。这几种行波测距法都需要面对的一个问题就是对行波达到的时间进行准确的确定。

3 结束语

阻抗测距法应用的时间比较长，而且应用的范围也比较的广，很多的电力用户也能够很好的接受，但是它本身也存在一些不足，比如在处理闪络故障或者高阻故障的时候测距能力不是很好，很容易受到故障电阻和故障类型的影响，测距的精度不高等。而行波测距法的原理比较先进和简单，测距的精度受到环境影响的因素比较小，但是投资比较大，所需的硬件设施比较多。在平衡经济性和实用性的情况下，A型单端测距的方法更加适用，以后肯定会得到更好的应用和推广。

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