输电线路故障点定位方法初探

输电线路故障点定位方法初探

(广东电网揭阳供电局522000)

摘要:输电线路在运行过程中,受各种因素的影响,可能会出现相应的故障和问题,而想要及时对故障进行排除,保证电力的可靠传输,需要做好故障点的定位工作。本文结合输电线路故障定位的重要性,对三种比较常见的定位方法进行了分析,希望能够为输电线路的稳定可靠运行提供良好的保障。

关键词:输电线路;故障点;定位方法

最近几年,伴随着经济发展速度的持续加快,电力行业也得到了飞速发展,高压乃至超高压输电线路的数量越来越多,对于线路运行的稳定性和安全性也提出了更加严格的要求,在这种情况下,必须高度重视故障点的准确定位,确保故障发生时能够迅速找到故障的具体位置,做好相应的处理和应用。

1输电线路故障定位的重要性

输电线路本身的长度较大,而且一些架空敷设的高压线路穿行于山林、旷野等人迹罕至的区域,一旦发生故障,对于故障点的准确定位就会显得极其重要。通过可靠的故障定位技术和定位方法,能够有效减少故障巡查的工作量,缩短故障查找和处理的时间,减少故障引发的损失。具体来讲,输电线路故障定位的重要性体现在四个不同的方面,一是能够有效减少故障处理的时间,实现电力的快速回复。应用合理的故障定位技术,能够帮助检修人员实现对于故障区域或者具体位置的快速判定,从而减少了不必要的巡线工作,在得到准确的故障点位置后,检修人员可以明确目标,直奔故障所在的区域,极大的减少了故障处理的时间,提高了故障处理的效率;二是可以对故障原因进行分析,故障定位技术的应用,能够精确实现对于故障点的定位,使得电力检修人员根据故障的具体位置和表现,判断故障产生的原因,为故障的处理和应对提供了便利,也方便进行故障的有效预防,减少其重复发生;三是能够确定线路薄弱点,受各种因素的影响,输电线路在运行过程中,可能会出现瞬时故障,而这些故障多发于输电线路的薄弱环节,对于线路的安全稳定运行威胁较大。应用故障定位技术,检修人员可以更好的对线路中的薄弱环节进行分析和明确,继而采取切实有效的保护措施,减少瞬时故障发生的可能性,避免线路出现永久性故障;四是能够减少经济损失,输电线路故障无论大小,都必然会造成相应的经济损失,相对而言,故障持续时间越长,则造成的危害和损失越大。因此,想要减少损失,就必须实现对于故障的快速排除,故障定位技术的应用,可以减少故障处理的时间,进而减少故障带来的经济损失[1]。

2输电线路故障定位方法

2.1故障分析法

故障分析法的定位原理,是对输电线路故障发生时的工频电压以及电流等数据进行分析和计算,得到故障点的距离。实际上,当输电线路出现故障时,测量点的电流和电压与故障点的距离成函数关系,也为故障点的分析定位提供了有效的途径。根据需要的测量信息进行划分,故障分析法包括了单端电气量法和双端电气量法两种,前者主要是依照单端的电压和电流以及相关系统参数,对故障距离进行计算,由于只需要用到单端信息,而且PT、CT等设备可以实现共用,因此硬件投资较小,操作简单,对于系统通信条件也没有很高的要求。不过在实际应用中,单端电气量法存在着几个需要解决的问题,如故障过渡电阻对测距精度的影响、输电线路及双端系统阻抗不对称性的影响等,容易导致测距误差问题;后者是结合线路两端的电压和电流等参数,经简化得到测距方程,求解得出相应的故障距离。在双端电气量法中,理论上能够完全消除故障过渡电阻的影响,保证测距的准确性。不过,该方法要求信息传递的同步型,还需要对测距方程的伪根问题进行解决。在远距离高压输电线路故障点定位中,不受距离限制同时能够消除故障过渡电阻影响的故障分析法有着良好的应用效果。

2.2行波法

行波法故障定位的基本原理,是在已知波速的情况下,对行波传输到检测点的时间进行确定,然后以波速乘以时间,就能够估算出故障点的具体位置。当输电线路发生故障时,故障点的行波会在母线两端船舶,结合相应的通信联系,就能够实现对于故障点的准确定位[2]。在实际应用中,行波信号的获取是关键环节,通常情况下,为了避免信号的过度失真,要求电压与电流互感器的截止频率不低于10kHz,传统的电容式电压互感器无法满足上述要求,需要用到专用的行波测距装置,而从便于推广的角度,可以将行波测距装置与保护装置公用电流互感器。行波法具有操作简单、定位精度高、定位速度快的优点,在低压和高压输电线路的故障点定位中有着良好的适用性。

2.3阻抗法

在应用阻抗法进行输电线路故障定位的过程中,要求首先对故障线路的阻抗进行计算,然后结合计算结果与故障距离的正比例关系,对测量装置和故障点之间的距离进行计算,最终实现对于故障点的准确定位。与其他定位方法相比,阻抗法的测量装置更加简单,不过得到了测量结果精度也相对较低。在技术发展的带动下,相关人员对阻抗法进行了适当的改进和创新,以电流故障分量消除了故障过渡电阻的影响,提升了故障点定位的精确性,在高低压输电线路以及远距离超高压输电线路的故障点定位中得到了较为广泛的应用,也取得了一定的成效,但是不可否认的是,即使如此,阻抗法定位的精度依然不够理想。对此,在传统阻抗法定位技术的基础上,电力技术人员和相关学者开展了更进一步的研究,从基本理论和定位算法等方面进行了优化,也使得阻抗法的定位精度有了较大的提升[3]。阻抗法定位的基本原理如图1所示。

图1阻抗法定位原理

3结语

总而言之,在工业化进程持续加快的背景下,社会对于电力的需求不断增加,电力行业得到了前所未有的发展,保证输电线路运行的稳定性和可靠性,直接关系着电力系统的整体运行效果,必须得到足够的重视。本文对输电线路故障点的定位方法进行了分析,指出了不同故障点定位方法的优势和不足,希望相关研究人员能够进一步作出完善,切实保障电力系统的安全稳定运行。

参考文献:

[1]周笛,陈霖.浅析输电线路故障定位算法现状及发展趋势[J].电气开关,2011,49(3):4-7.

[2]任凯.浅谈高压输电线路接地故障定位技术[J].通讯世界,2014,(18):46-47.

[3]刘雨昆.浅析输电线路故障区域定位技术的应用[J].山东工业技术,2016,(23):173.

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