特高压直流输电线路故障测距论述

张晓曦

摘要：资源分布均衡且集中，和电力负荷要求背道而驰，间距跨度也比较远，提高电力传输的效率性，实现大容量、远距离目标。在电力传输中，直流线路是其重要部分，因为受到线路和环境的影响，很容易引发安全事故。所以，安全、精准的特高压直流输电新路故障在系统中占据王要地位。

关键词：特高压直流输电线路;故障测距;影响因素

一、国内外故障测距研究现状

（一）故障分析法

如果电力系统出现故障时可利用故障分析法按照系统数据与故障点电压电流情况对关系方程进行确认，随后计算出方程得出故障点位置，这种方法非常简捷，对采样要求不是很高。通常情况下，直流线路在运行时不需要转换，利用故障录波收集的电压电流可在短期内探索出线路故障位置，故障分析法对线路数据精准性提出较高要求。定位技术在各个区域使用频繁，如GPS定位系统，为故障测距提供便利，从而使故障信息一致，提升故障测距的准确性。故障录数据在工程中经常使用，性价比高，被人们一致认可。

（二）行波法

在故障信号环节中行波法位于第三环节，按照行波传输理论完成故障测距任务。传统行波测距法主要分为六种，A型到F型，包含双端法、单端法。B和D属于双端法，A、C、E、F属于单端法。单端测距法是指行波在故障点与测量端经过反复折射的时间和行波速率对故障距离进行明确，原理易懂，所需设备较少，不会遭遇电阻袭击，提高准确度。双端测距法是通过行波波头到线路的时间和速度计算出故障间距，借助GPS定位系统统一数据信息，测距准确率高，在工程中使用频繁。

（三）智能法

智能法故障测距是借助智能算法来探索特点与距离故障的关系，体现算法整合性与相似性，从而提前预测故障距离。通过线路故障距离与小波能量谱存在非线性关系，将能量谱看成故障距离特点量，然后融入到神经网络培训中，完成故障测距任务。因为行波频率与故障距离存在繁琐数学联系，很难获得折射系数与反系数，从而使用其他方式完成故障测距任务。把小波能量看成线路故障距离特点量，通过智能法实现故障测距且准确度高。

二、影响特高压直流输电线路故障测距的原因

特高压直流输电线路是电网建设的重要组成部分，以多分裂导线为基础，当出现故障问题时会产生一系列非周期因素从而降低分量，最常用的方法就是滤波算法，其故障测距结果的准确性非常低。影响故障定位准确性的原因有下列几种：（1）运用滤波算法带来的误差问题。在特高压直流输电线路和同塔双回线路中，使用最多的故障定位法是全波傅氏算法。虽然全波傅氏算法可以清除谐波分量和直流分量，但却不能很好的过滤非周期分量。一些企业简单认为在故障测距过程中，为了提升信号内基频分量的精准性，能够径直使用全周傅氏算法，这时就要特别关注线路故障问题，很多非周期分量通常随着指数规律而减少，这样加大了参数计算的错误率。（2）故障定位误差的形成是因为输电线路的不准确性。经研究表明，线路问题形成的测距误差在3%以内，且测距误差是随着线路长度而改变的，对此要及时调整线路长度。

三、故障测距法的应用

（一）双回线故障测距法应用

在实际操作过程中，互感或跨线问题是双回线最常见的故障，增加故障测距难度。所以在故障测距时，（1）对交流电弧模型建造予以分析。结合实际情况，由于受到空气热导率的影响，电弧辐射形状和长度均会有所改变。当交流感性回路状态频率过低时，电弧电流就会将正弦看成主体，但是依旧会出现电弧电压畸形故障。对此在找寻故障位置时要利用电弧电流电压波来实现电弧转移工作，创建电弧等效模型。（2）完成单回线故障测距工作。在测距环节中，所涉及到的问题有一回线单相接地、一回线两相故障、一回线三相故障，便于获取精准的测距结果。（3）跨线故障测距法。对于同塔双回线架设进展来说，常常因为天气的影响而造成跨线故障问题，如果某条接线电流是0，接地故障电流为0时，就要思考怎样完成故障定位工作。在操作环节，详细研究回线故障点电流、电压，从而实现故障测距方程创建目标。

（二）单端故障测距法的应用

从特高压直流输电线路特点可以看出，通常情况下直流输电线路特点为耗电量低、距离远、容量大等，与交流输电相比直流输电线路空间范围小，不用开启过电压。在故障测距过程中，使用次数最多的方法就是单端测距法和双端测距法，如果针对的是信号较弱的小行波，就不能合理检测行波波头，在探索故障位置时存在很多阻碍。所以，特高压直流输电线路故障测距时首要任务是创建合适的直流电弧模型，让小电流和大电流在指定情况下清楚显现出电压电流特点。在实施故障定位工作时需注意以下几点：（1）建立相模变换矩阵。在此流程中应对双击直流输电系统进行全面分析，因为线路中极和极之间存在一定的感应联系，所以应尽快完成耦合线路解祸工作，从方程式中创建相模变换矩阵。（2）建立时域模型。在建立过程中应安置有损线路电阻中点和两边较为密集的地方，在把无损线路分成两截，这时候便可在故障区域计算电流瞬时值和电压瞬时值，根据模量采样值，获取线路电容、电阻值、电感数据。

（三）后备测距法的應用

使用后备测距法来处理低行波测距的失效问题，在运用过程中先深入探讨行波测距失效的根本问题，如两相相间短路问题和单相接地问题等。随后做好测距工作，具体表现在以下几点：（1）合理使用合闸行波。一般情况下输电线路引发故障的源头是断路现象，应立即执行重合闸操作，如果线路是瞬时故障问题，就要开启合闸;如果线路是永久故障问题，那么就会多次引发跳闸。把合闸行波融入到故障测距工作中，方能实现故障测距。（2）在故障测距过程中利用半波傅氏变换法将故障点电流批量提炼出来，基于此根据故障点边界条件实施测距算法，断路器处于断开状态，端系统阻抗不会受到任何影响。

四、结语

综上所述，在特高压直流输电系统中直流线路是其核心要素，线路繁琐，沿线跨距长，线路出现问题时可以快速精准的探寻到问题源头，所以特高压直流输电线路故障测距工作是非常有意义的。

参考文献：

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[2]李玉敦，王大鹏，赵斌超.特高压输电线路故障诊断与定位系统仿真研究[J].山东电力技术，2016（7）：1-3.

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