對高壓輸電線路故障測距的探討

徐德偉

摘要：高壓輸電線路的故障測距是保證電網安全、穩定和經濟運行的一項關鍵技術。在國內外，由于輸電線路故障而引起的重大電網安全事故時有發生。因此，如何有效地降低高壓輸電線路的故障對電網的影響，并能在最短時間內發現故障，并采取相應的技術措施，使其在最短時間內恢復電網的正常運行是本文研究的關鍵。

關鍵詞：高壓輸電線路;故障測距;方法探究

1 高壓輸電線路故障測距現狀分析

在實際的電網運行中，發電站為周邊居民提供電力，但是發電站所提供的電力不僅要提供給周邊居民，而且要通過電傳向遠方，以滿足更多的需要。由于電能要遠距離傳輸，因此必須用高壓輸電線路來取代常規的電線。高壓輸電線路可分為電纜和架空兩種。電纜輸電線路不占用空間，設置在地下，架空輸電線懸掛在半空。高壓輸電線路的故障測距與分析對電網的正常運行有很大的影響，因此對其進行準確的測距是非常必要的。可以利用故障測距計算出的相對誤差和絕對誤差，以求出測距，并用對比算法進行準確性評價。在工程實踐中，由于環境條件、技術手段、經濟條件等因素的影響，在故障測距過程中，有一定的誤差情況。因此需要在設定的測距誤差范圍之內，才可達到精確的位置。

2 故障測距算法探析

2.1 故障分析法

故障分析法是最基礎的測距技術。該方法主要是通過對故障點與距離點之間的電壓、電路等參數的測定，得出故障點與距離點之間的距離。目前，分類主要有兩種：一是單端量法和雙端量法。二是集中參數模型法和分布參數模型法。這種方法簡便、有效，而且可以作為輔助測距的儀器。在試驗過程中，應根據設備的特性，準確地判斷出故障的原因，以防止二次損失和其他線路的損壞，故障分析能減少故障發生的概率。通過對故障點的距離函數的描述，確定了測點處的電壓、電流，并對其進行了精確的分析。而且，這是一種非常有目的性的手段。采用單端量法和雙端量法進行故障定位，可以縮短故障探測距離、提高維護工作效率。同時，采用雙端量法對故障進行定位，不需要計算雙端數據，就能準確地判斷出故障的位置和距離。

2.2 智能化測距法

智能化測距法是當今科技進步的必然產物，極大地提高了故障測距的科學性和有效性。當前，智能化測距法的發展與研究還處于起步階段。近年來，國內外學者一直在進行有效的測距方法研究，并發展了紅外線、模糊理論、卡爾曼濾波等各種智能測距理論。智能化測距法不僅具有較高的效率，而且更加直觀，能夠充分利用現代網絡技術，將故障距離以數字化的方式呈現出來。運用計算機技術對資料進行精確、穩定的分析。智能化測距法也有其不足之處，以神經網絡技術為例，其功率不準確，易受測量端、對端阻抗變化、線路參數變化、故障距離變化等影響。由于需要大量的學習樣本，造成了訓練的不收斂，從而影響了高壓輸電線路的故障測距精度。

2.3 數字濾波算法

數字濾波器是其他三種技術的補充，它的功能是為了更好地解決故障的定位問題。傳統的測量方法只需對電壓、電流進行測量，而無法對工頻成分進行處理，采用數字濾波技術，可以使結果更具針對性和有效性。另外，該方法還考慮了高壓輸電線路的傳輸壓力。數字濾波器的濾波精度具有很高的可操作性，方便了測距工作。數字濾波器需要選取合適的算法，一般包括傅里葉算法、補償算法、差分算法和濾波算法等。在實際應用中，需要熟練掌握工作經驗，并結合實際情況，選用適當的解決方案，以增強數字濾波器的準確性。

3 高壓輸電線路對測距的基本要求

（1）精確度。在保證測距精度的前提下，應充分考慮高壓輸電線路的過渡電阻、線路兩側系統阻抗、線路分布電容、線路不對稱、線路參數不精確等因素。其中，由于過度電阻的存在，使得采用單端電氣量進行測距的設備出現了較大的誤差。如何克服過度電阻對測量精度的影響，已成為人們普遍關心的問題。在出現故障時，由于系統阻抗難以與真實的情況相吻合，從而導致了測距誤差。但是，如果不考慮高壓輸電線路的分布電容，采用集數模型取代分布參數模型，將會導致長線路的測距數據偏差。由于線路的結構決定了線路的參數，各個相間的自感和互感也有差異，因此，對不換位線路的測距會產生一定的誤差，因此必須尋找更為準確的算法。如果線路參數的實測數據不正確，則會產生測距誤差。（2）可靠度。主要是測距系統的不誤動和不拒動。其中，“不誤動”是指在高壓輸電線路出現各種故障或受干擾的情況下，測距系統不會發出一些錯誤的提示信息?！安痪軇印笔侵府敻邏狠旊娋€路發生各種永久性和暫時性故障時，測距系統能夠正常工作并準確提供測量結果。（3）經濟性。測距系統要更高的性能和更好的性能，促進故障維修成本降低。（4）便捷性。測距系統不僅要方便地進行測試，而且可以在線路出現故障時自動提供測距結果。

4 高壓輸電線路故障測距方法應用注意事項

對高壓輸電線路故障測距方法應用注意事項總結如下：

（1）當運用故障分析法時，一般都是在理論上進行計算，往往難以與實際的線路參數相符合。高壓輸電線路的參數一般受氣候、大地電阻等因素的影響，而線路的長度也會隨著氣溫的改變而改變。所以，在計算時，往往要結合具體情況，進行全面的計算，以確保精確的故障測距。

（2）在高壓輸電線路中采用行波法進行故障測距時，要注重對線路的行波、波頭、波速的采集和識別。在采用行波法進行測距時，應特別指出，若在電壓過零點附近出現故障，或在兩相電壓相同的地方出現兩相短路，則故障的行波會非常微弱，而且工頻信號的重疊會非常強烈，很可能會影響到測距，從而造成測距時的行波失效。

結束語

如何正確地確定和處理高壓輸電線路的故障，是確保電網安全可靠的關鍵。因此，技術人員必須對高壓輸電線路的工作特性和各種故障測距方法有較深的認識，以便在高壓輸電線路出現故障時，正確地利用測距技術進行故障定位，為今后的故障處理和電網的穩定運行奠定基礎。

參考文獻

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