高壓輸電線路故障定位技術(shù)對電網(wǎng)安全運行的影響

張雄

摘要：隨著輸電網(wǎng)的快速發(fā)展，電網(wǎng)安裝的無功補償裝置以及柔性交流輸電裝置和相關(guān)清潔能源并網(wǎng)應(yīng)用使得電網(wǎng)整體呈現(xiàn)動態(tài)化，對當(dāng)前既有的故障定位方式有很大影響。加強對高壓輸電故障定位技術(shù)的研究，對于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行有著重要作用。因此該文對高壓輸電線路故障定位技術(shù)對電網(wǎng)安全運行進行了分析。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;故障定位技術(shù);電網(wǎng)安全;影響

1輸電線路故障定位技術(shù)的作用

在電網(wǎng)維護當(dāng)中輸電線路故障定位技術(shù)有著很重要的作用，其主要表現(xiàn)在3個方面：1）能夠節(jié)約時間。輸電線路故障定位技術(shù)的合理應(yīng)用在一定意義上能夠使得運行維護人員能夠快速確定故障點，使維修人員減少巡線時間。2）降低經(jīng)濟損失。在輸電線路當(dāng)中如果產(chǎn)生故障，難免會帶來相應(yīng)的經(jīng)濟損失，故障定位技術(shù)的合理應(yīng)用能夠讓運行維護人員在對故障點確定之后及時地排除和維修，降低經(jīng)濟損失。3）能夠?qū)€路薄弱點實施合理的分析。輸電線路有時會產(chǎn)生瞬時故障都是產(chǎn)生在線路的薄弱部位，而故障定位技術(shù)的應(yīng)用使得運行維護人員能夠及時對薄弱部位進行分析，從而采用科學(xué)合理的措施實施保護，避免其產(chǎn)生永久故障，使得線路維護成本降低，將輸電線路的安全以及穩(wěn)定性不斷提升。

2高壓輸電線路故障類型

我國電力行業(yè)迅猛發(fā)展，影響系統(tǒng)安全運行的因素逐步顯現(xiàn)，國內(nèi)外發(fā)生大量高壓輸電線路故障誘發(fā)的系統(tǒng)瓦解事故，依據(jù)高壓輸電線故障發(fā)生的原因可分為永久性故障、隱性故障。永久性故障是多個導(dǎo)體對地基導(dǎo)體間的短路故障，外力對輸電線造成機械性損害。瞬時性故障是因雷電等過電壓引起閃絡(luò)，可能因鳥類造成導(dǎo)體對地，發(fā)生故障可進行重合閘。絕緣擊穿多因老化等原因造成線路絕緣性能下降，正常運行的電壓絕緣擊穿造成短路，故障切除后無明顯破壞跡象。隱性故障發(fā)展到瞬時閃絡(luò)不可預(yù)測，在正常電壓下不擊穿。依據(jù)故障形式可分為三相短路，兩相接地短路與斷相故障。單向接地孤航為電力系統(tǒng)出現(xiàn)次數(shù)最多的故障類型。

3高壓輸電線路故障定位方法

3.1單端行波定位

單端行波法只需利用線路一端的電量來確定故障點的位置。單端法通常需要捕捉故障電流中的前兩個行波頭。對于故障安裝裝置，故障行波中的第一行波頭必須是從故障點傳播到測量裝置一端的行波。當(dāng)故障點距離故障定位裝置一端的總線較另一端的總線較遠時，故障行波中的第二行波頭是另一端總線的反射行波，但當(dāng)故障點較近時，故障行波的第二行波頭由故障裝置安裝點與總線之間的反射。為了區(qū)分這兩種類型的行波頭，單端法通常需要在捕獲行波頭時識別行波極性。

3.2雙端行波定位

雙端行波結(jié)合了線路兩端的故障特征，由故障點向線路兩端傳播的行波會在故障發(fā)生后產(chǎn)生，通過在線路兩端安裝行波檢測裝置，故障時安裝在線路兩端的測量裝置檢測到的行波初始波頭均是由故障點傳播過來的，僅需利用兩端初始行波的時間就能確定故障點位置。與單端行波法相比較而言，雙端行波法在捕獲行波波頭時刻上顯然更為準(zhǔn)確可靠，這一方法不需要辨識行波的極性，不會存在波頭性質(zhì)混合不清的情況，但是雙端法需要在線路兩端采樣時間嚴(yán)格同步的基礎(chǔ)上才能保持更高的測距精度，當(dāng)故障采集裝置的采樣頻率設(shè)置為1MHz時，若雙端測量裝置的時間同步誤差為一個采樣時間周期，即1個微秒，此時將導(dǎo)致150m的測距誤差，可見，雙端法對線路兩端行波測距裝置同步時間的精度要求很高。與單端法相比較，雙端法的定位結(jié)果會受到雙端不同步的影響，但隨著GPS技術(shù)的進一步發(fā)展，雙端同步的精度也越來越高，并且同步的穩(wěn)定性也越來越好，因此，就故障定位效果而言，雙端法要好于單端法，同時雙端法不需要檢測行波的極性，不會受到母線和出線結(jié)構(gòu)和方式的影響，故障定位結(jié)果更為可靠。

3.3故障桿號區(qū)段按照設(shè)備特殊區(qū)域進行預(yù)測

每一行的地域差異，惡劣的天氣是一個時間線跳閘事故常常發(fā)生，所以每一條線都將受到不同程度的影響。如夏季雷雨天時大多數(shù)出現(xiàn)在電路故障，和塔是最易受雷擊的地方，要注意的檢查;如在風(fēng)雨或無雨的天氣，你必須檢查周圍的樹木，建筑和特殊的塔，尤其是塔的失敗之前發(fā)生的;如果天氣在井發(fā)生了故障，將各付各道路交叉點和容易損壞的區(qū)域重點檢查;如果故障發(fā)生在霧，霧區(qū)探索塔。

4高壓輸電線路故障定位方法對比

根據(jù)工程實際應(yīng)用，提出了輸電線路故障測距方法的經(jīng)濟性和精度要求，并選擇了合適的故障測距方法。近年來，大批專家不斷研究，出現(xiàn)了大量故障測距儀，投入實際生產(chǎn)和應(yīng)用，具有可行性高、操作方便等優(yōu)點。雖然智能方法具有響應(yīng)速度快、計算精度高的特點，但研究尚處于起步階段，相關(guān)理論研究尚處于發(fā)展階段，專家系統(tǒng)存在獲取知識的瓶頸問題，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺點是難以通過硬件實現(xiàn)其功能。

具體的定位方法可以通過電氣測量得到故障點的位置。分段定位法的定位精度受到信號的干擾。小電流接地故障檢測的推拿效果不理想，無法得到具體位置。饋線終端單元（FTU）只適用于配電自動化網(wǎng)絡(luò)，不能大面積使用。終端法貫穿于輸電線路故障測距方法的發(fā)展，并取得了豐富的實踐經(jīng)驗。信號注入法利用有源輸入信號實現(xiàn)不受消弧線圈影響的定位。

阻抗法簡單易行，但不考慮過渡電阻、故障暫態(tài)諧波和線路參數(shù)的影響，需要考慮工頻基波、三相對稱性等條件。電路結(jié)構(gòu)的不對稱性和故障點的過渡電阻對測量精度影響很大。不適用于同桿串聯(lián)補償電容雙回線路的故障定位。

結(jié)束語

綜上所述，高壓輸電線路故障定位技術(shù)的發(fā)展能夠提高輸電的工作效率和效果，保障用電的質(zhì)量，給企業(yè)和用戶源源不斷輸送電能。隨著社會發(fā)展，單一的故障定位算法將難以滿足快速、精準(zhǔn)定位的要求，采取不同原理的定位方法進行綜合故障定位可能會更快速、更準(zhǔn)確，國家和社會需要一起重視故障定位技術(shù)，相關(guān)科研人員也要對其不斷進行研發(fā)，保障高壓輸電線路故障定位技術(shù)的有效運行，推動高壓輸電線路穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]任凱.淺談高壓輸電線路接地故障定位技術(shù)[J].通訊世界，2019（18）：46-47.

[2]董愛華，李志超，閔天文，等.基于多個測量點的高壓輸電線路故障定位新方法[J].控制工程，2019，23（3）：411-416.