对高压输电线路故障测距的探讨

徐德伟

摘要：高压输电线路的故障测距是保证电网安全、稳定和经济运行的一项关键技术。在国内外，由于输电线路故障而引起的重大电网安全事故时有发生。因此，如何有效地降低高压输电线路的故障对电网的影响，并能在最短时间内发现故障，并采取相应的技术措施，使其在最短时间内恢复电网的正常运行是本文研究的关键。

关键词：高压输电线路;故障测距;方法探究

1 高压输电线路故障测距现状分析

在实际的电网运行中，发电站为周边居民提供电力，但是发电站所提供的电力不仅要提供给周边居民，而且要通过电传向远方，以满足更多的需要。由于电能要远距离传输，因此必须用高压输电线路来取代常规的电线。高压输电线路可分为电缆和架空两种。电缆输电线路不占用空间，设置在地下，架空输电线悬挂在半空。高压输电线路的故障测距与分析对电网的正常运行有很大的影响，因此对其进行准确的测距是非常必要的。可以利用故障测距计算出的相对误差和绝对误差，以求出测距，并用对比算法进行准确性评价。在工程实践中，由于环境条件、技术手段、经济条件等因素的影响，在故障测距过程中，有一定的误差情况。因此需要在设定的测距误差范围之内，才可达到精确的位置。

2 故障测距算法探析

2.1 故障分析法

故障分析法是最基础的测距技术。该方法主要是通过对故障点与距离点之间的电压、电路等参数的测定，得出故障点与距离点之间的距离。目前，分类主要有两种：一是单端量法和双端量法。二是集中参数模型法和分布参数模型法。这种方法简便、有效，而且可以作为辅助测距的仪器。在试验过程中，应根据设备的特性，准确地判断出故障的原因，以防止二次损失和其他线路的损坏，故障分析能减少故障发生的概率。通过对故障点的距离函数的描述，确定了测点处的电压、电流，并对其进行了精确的分析。而且，这是一种非常有目的性的手段。采用单端量法和双端量法进行故障定位，可以缩短故障探测距离、提高维护工作效率。同时，采用双端量法对故障进行定位，不需要计算双端数据，就能准确地判断出故障的位置和距离。

2.2 智能化测距法

智能化测距法是当今科技进步的必然产物，极大地提高了故障测距的科学性和有效性。当前，智能化测距法的发展与研究还处于起步阶段。近年来，国内外学者一直在进行有效的测距方法研究，并发展了红外线、模糊理论、卡尔曼滤波等各种智能测距理论。智能化测距法不仅具有较高的效率，而且更加直观，能够充分利用现代网络技术，将故障距离以数字化的方式呈现出来。运用计算机技术对资料进行精确、稳定的分析。智能化测距法也有其不足之处，以神经网络技术为例，其功率不准确，易受测量端、对端阻抗变化、线路参数变化、故障距离变化等影响。由于需要大量的学习样本，造成了训练的不收敛，从而影响了高压输电线路的故障测距精度。

2.3 数字滤波算法

数字滤波器是其他三种技术的补充，它的功能是为了更好地解决故障的定位问题。传统的测量方法只需对电压、电流进行测量，而无法对工频成分进行处理，采用数字滤波技术，可以使结果更具针对性和有效性。另外，該方法还考虑了高压输电线路的传输压力。数字滤波器的滤波精度具有很高的可操作性，方便了测距工作。数字滤波器需要选取合适的算法，一般包括傅里叶算法、补偿算法、差分算法和滤波算法等。在实际应用中，需要熟练掌握工作经验，并结合实际情况，选用适当的解决方案，以增强数字滤波器的准确性。

3 高压输电线路对测距的基本要求

（1）精确度。在保证测距精度的前提下，应充分考虑高压输电线路的过渡电阻、线路两侧系统阻抗、线路分布电容、线路不对称、线路参数不精确等因素。其中，由于过度电阻的存在，使得采用单端电气量进行测距的设备出现了较大的误差。如何克服过度电阻对测量精度的影响，已成为人们普遍关心的问题。在出现故障时，由于系统阻抗难以与真实的情况相吻合，从而导致了测距误差。但是，如果不考虑高压输电线路的分布电容，采用集数模型取代分布参数模型，将会导致长线路的测距数据偏差。由于线路的结构决定了线路的参数，各个相间的自感和互感也有差异，因此，对不换位线路的测距会产生一定的误差，因此必须寻找更为准确的算法。如果线路参数的实测数据不正确，则会产生测距误差。（2）可靠度。主要是测距系统的不误动和不拒动。其中，“不误动”是指在高压输电线路出现各种故障或受干扰的情况下，测距系统不会发出一些错误的提示信息。“不拒动”是指当高压输电线路发生各种永久性和暂时性故障时，测距系统能够正常工作并准确提供测量结果。（3）经济性。测距系统要更高的性能和更好的性能，促进故障维修成本降低。（4）便捷性。测距系统不仅要方便地进行测试，而且可以在线路出现故障时自动提供测距结果。

4 高压输电线路故障测距方法应用注意事项

对高压输电线路故障测距方法应用注意事项总结如下：

（1）当运用故障分析法时，一般都是在理论上进行计算，往往难以与实际的线路参数相符合。高压输电线路的参数一般受气候、大地电阻等因素的影响，而线路的长度也会随着气温的改变而改变。所以，在计算时，往往要结合具体情况，进行全面的计算，以确保精确的故障测距。

（2）在高压输电线路中采用行波法进行故障测距时，要注重对线路的行波、波头、波速的采集和识别。在采用行波法进行测距时，应特别指出，若在电压过零点附近出现故障，或在两相电压相同的地方出现两相短路，则故障的行波会非常微弱，而且工频信号的重叠会非常强烈，很可能会影响到测距，从而造成测距时的行波失效。

结束语

如何正确地确定和处理高压输电线路的故障，是确保电网安全可靠的关键。因此，技术人员必须对高压输电线路的工作特性和各种故障测距方法有较深的认识，以便在高压输电线路出现故障时，正确地利用测距技术进行故障定位，为今后的故障处理和电网的稳定运行奠定基础。

参考文献

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[2]潘庆明，赵佰栋，于利，等.高压输电线路故障测距方法分析[J].环球市场，2018（8）：157.

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