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1、高压输电线路的故障定位技术分析引言随着我国工业化进程的推进，电力产业已经日益成为国民支柱产业。输电线路是电力系统中最重要的组成部分之一，承担着将电能输送至各用电场所的重任，而高压输电线路通常输电距离非常远，分布范围很广，所经过的区域又有着非常复杂的地理环境和自然环境，恶劣的天气也成为输电线路的重大威胁，基于这样的原因，高压输电线路会非常容易出现故障，而如果不能及时检修，将会对工业生产和人民生活造成重大影响甚至不可估量的损失，高压输电线路的故障定位技术的出现，就是为了及时对高压输电线路的故障位置进行准确而快速的定位，以求更快的解决高压输电线路故障，保证输电线路畅通，尽可能减小故障损失。1 故障定
2、位技术随着计算机技术的不断发展和广泛应用，在高压输电线路故障定位领域，微机保护和故障录波装置都被开发和投入使用。利用微机和微处理装置进行故障位置定位的方法也已经被研究并广泛应用。目前，比较普遍运用的故障定位方法主要有端点测量法，即利用线路断点处测量的来的故障信息进行分析处理之后，得到的高压输电线路故障的准确位置，这类方法主要分为阻抗法和行波法；信号注入法，即在高压输电线路发生故障后，向检测系统注入信号电流，通过检测分析该信号来得到故障位置；区段定位法，利用故障探测器检测故障位置前后信息的差别来定位。目前，最为节约成本，运用最为广泛的为端点测量法，本文也重点研究该类型的高压输电线路故障定位方法。
3、1.1 阻抗法故障定位技术阻抗法故障定位法是高压输电线路故障定位的一种重要方法，其理论原理如下图所示：当离母线M 处L 公里的F 点发生故障时，其故障点的接地电阻为Rf ，在母线M 处检测获得的电压与电流之间的关系为：在阻抗法的具体应用时，通过测得输电线路发生故障时的电流与电压量，利用上述原理得到输电线路故障回路的阻抗，再根据输电线路的长度与阻抗成正比的关系，通过代数法或微分方程法来进行故障点的距离测算。代数法是利用线路发生故障时的工频电压和电流量进行分析计算，从而得到故障点的距离，微分方程法则是根据三相输电线路的微分方程来计算分析故障点的位置的。许多专家学者对基于阻抗法的定位技术提出了非常多
4、种类的优化和改良理论，并以此建立了许多输电线路故障定位算法，在此不多赘述。1.2 行波法故障定位技术由于测距过程中，精度和可靠性在理论上可以不会收到线路类型、故障类型、故障电阻等因素的影响，行波测距法以其独特的性质应运而生。随着微电子技术和行波理论研究领域的不断进步，特别是GPS 定位系统的卫星通讯设备以及小波理论的发展，为行波测距法的实施创造了重要的条件，行波测距法得到了巨大的发展。行波测距法目前可以分为A-F 共六种方法，其中A、C、D 三种类型的方法应用的比较普遍。A 型行波测距法是基于单端定位测距的，故障点在发生故障时会产生行波，这组行波传播到测量点后，又由测量点母线发射的行波传向故障
5、点，而又会在故障点处发生反射，重新回到测量点，根据在此过程中测量到的时间t 和波速v 就可以根据公式X= ？vt 确定故障点的距离X；C 型的行波测距法也是一种基于单端定位的方法，在输电线路发生故障时，定位装置在线路的开始的一段注入高电压高频率的脉冲电波，根据这组电波从注入点到故障位置的往返时间t 和电波的速度v 就可以确定故障位置X；D 型故障测距法则是一种基于双端行波测距的方法，这种方法，通过检测输电线路发生故障是产生的初始行波的波头到达的时间，利用行波到达输电线路两端所经过的时间之间的差值，就可以对故障进行定位，这种方法可以充分利用目前先进的全球定位系统GPS 时钟接收模块，实现两端时间
6、同步，从而精确的进行故障距离定位。其计算方法如下：其中Xm是输电线路m 端到故障点的距离，tm是故障初始行波波头到达m 端tn故障初始行波波头到达n 端的时刻。在实际应用过程中，单端行波法类型的定位方法，是利用注入的信号波速已知的情况下，通过故障点产生的初始行波及其反射波到达检测装置点的时间差来进行故障点的故障定位，双端行波法则是利用故障点到两端检测点的时间差来进行故障定位的，行波法实现起来比较依赖设备，但是更为简单精确。下图为一种行波法故障定位装置行波记录仪的工作原理图。2 阻抗测距法和行波测距法的存在的问题高压输电线路阻抗测距法是一种比较成熟运用的测距定位方法，出现的比较早，但是由于技术的
7、限制和本身理论的不够精确，其虽然使用成本小，实现简单，但是适应能力比较弱，适用范围比较窄，定位精度比较低；行波测距法是比较方便结合目前先进微电子科技，GPS 时钟技术来进行高压输电线路故障定位的方法，从设备成本上要比阻抗法略高，但是其故障定位的速度和精度以及可靠性是非常令人满意的，更精确的提取出暂态的行波分量，更精确的获取行波的速度以及到达时刻，精确的识别和标定反射波是行波法要解决的关键技术问题。3 结束语高压输电线路，是我国电网系统中的一个重要的组成部分，承载着输送电能的重要任务，由于高压输电线路的分布范围非常广，非常容易发生故障。如何准确、快速的定位故障线路位置，是电网维护领域的基本任务，也是故障工作排除的重要组成部分。对现有的高压输电线路故障定位技术进行了研究，分析介绍了目前应用最为广泛的高压输电线路故障定位方法，并分析了目前方法存在的问题以及对未来高压输电线路故障定位技术的发展做出了展。参考文献【1】郭方正.双端行波故障测距方法的深入研究.济南：山东大学，2007.【2】葛耀中.新型继电保护与故障测距的原理与技术（第2版）.西安：西安交通大学出版社，2007.