高压输电线路故障定位方法综合分析

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1、重庆大学硕士学位论文1绪论1．1引言1．1．1论文的意义电力工业是国民经济的支柱产业，同时又是其它产业能够稳定发展的保证。因此，保证电力系统运行的安全性、可靠性是国民经济能否稳定快速发展的关键。而输电线路担负着传送电能的重要任务，是电力系统的经济命脉，其故障直接威胁到电力系统的安全运行，国内外都发生过由于输电线路故障而诱发的电力系统瓦解事故。所以，及时清除输电线路故障并排除各种隐患是非常重要的。电力系统输电线路上经常发生各种短路故障，在故障点有些故障现象比较明显，容易辨认，有些故障现象则不太明显，如在中性点不接地系统发生单相接地故障时

2、，由于接地电流小，所以在故障点造成的损害小，当保护切除这一故障后，故障点有时很难查找，但这一故障点由于绝缘已经发生变化，相对整条线路而言比较薄弱，所以很可能是下一次故障的发生地，因此，仍然需要尽快找到其位置。故障测距又称为故障定位，对于输电线路来说，是指在线路发生故障以后，根据不同的故障特征，迅速准确地测定出故障点的位置。在故障测距出现以前，往往通过人工巡线去查找故障点的位置。如果输电线路穿越的地形复杂，气候恶劣，或是线路的短路损伤情况不明显，都会给工人的巡线查找工作带来极大的困难。而故障测距则为输电线路故障点的查找提供了重要依据，准

3、确的故障测距不仅大大减轻了人工巡线的艰辛工作，减少了排除故障的时间，而且还能查出人们难以发现的故障，排除绝缘隐患，避免同类事故的再度发生。这对于及时修复线路、恢复可靠供电，保证电力系统的电力系统的安全稳定和经济运行都有着十分重要的作用。如何快速、精确地实现线路故障点的确定是故障测距的基本任务，是电力系统继电保护领域的一个重要研究课题。长期以来，由于故障测距精度偏低，不仅影响了故障线路供电恢复时间，也给线路运行维护人员查线带来了沉重负担。因此，充分利用科学技术的新发展，进一步研究探讨输电线路的故障测距算法，努力提高线路测距精度，有利于提

4、高电力生产部门的社会经济效益，具有重要的理论与现实意义。1。1。2论文的基本要求在不同的场合，对故障测距的要求也不尽相同。但是，要满足现场应用的需要，对算法有以下几点基本要求：1．可靠性要求在故障发生后能可靠地进行测距，无论何种故障类型和故障条件，不会因重庆大学硕士学位论文1绪论为测距方法的内在缺陷出现测距结果发散的情况。而在无故障情况下，不会错误地启动故障测距。2．准确性在保护装置中，为了满足继电保护的技术要求，除了测距的精度外，更注重的则是如何快速地得到这一结果。而在继电保护信息管理系统中，由于是离线(或准在线)系统，对于时问无严

5、格要求，所以更注重的则是测距的精度，没有足够的准确性就意味着测距失败。衡量准确性的标准是测距误差，可以用绝对误差或相对误差表示。绝对误差以长度表示。就是测距结果与实际故障距离的差值：相对误差以百分比表示，即误差距离占被测线路全长的百分数。理想情况，我们希望故障测距的误差越小越好，而实际上由于经济和技术上的各种因素的限制和影响，通常规定误差不大于一定的指标即可。例如，对于高压架空线路来说，测距的相对误差要求不大于2％。影响测距准确性的因素主要有：(1)测量装置本身的误差，主要指硬件引起的误差。测距时需要引入输电线路两端的电压电流量，而对

6、于故障线路，数据测量装置所测量到的电压和电流值在相当大的范围内变化，因此要求在上述情况下电压和电流变换器要保证有足够高的精度。例如故障电流过大的情况下cT出现饱和，使得采集到的数据波形出现严重畸变就会较大地影响测距精度。对于本文所提出的算法，还涉及PMU自身的误差。此外，不同的测距原理对硬件的要求也不同，其中包括采样频率、模数转换器的精度以及字长的选择等等。(2)过渡电阻增大会给某些测距算法如单端测距法带来较大误差，消除过渡电阻对测距精度的影响一直是引起入们关注的问题。(3)系统的运行方式变化导致线路两端等效系统阻抗的变化，会影响一些

7、算法的测距结果。(4)线路的分布电容。高压输电线路传输距离较长，实际上是分布参数电路，但是在很多故障测距算法研究中未考虑分布电容而采用集中参数的线路模型，将会给测距带来一定误差。(5)输电线路的不对称性影响测距所使用的参数的准确性，从而导致误差的产生。3．实用性要求故障测距算法不受故障类型、系统运行方式、过渡电阻及故障距离等的影响，在各种情况下均能获得较高的精度。在实际使用中，能减少人的工作量，方便易用．4．经济性易于实现，且转化成装置时对元件、材料等要求适当，成本低，生产的测距装置物廉价美，运行维护费用低，能够推广使用。2重庆大学硕

8、士学位论文1绪论1．2国内外的研究现状长期以来，高压输电线路故障测距技术受到普遍重视。尤其是20世纪70年代以来，计算机技术的普遍应用，基于微机和微处理器的故障测距算法研究已成为国内外继电保护工作者的热门研究课题之一。迄