韓博文 呂煒 李映

摘要：隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力行業(yè)被廣泛運(yùn)用到社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，成為現(xiàn)代化社會(huì)生活的重要組成部分，與人們的日常生活、生產(chǎn)工作具有密不可分的聯(lián)系。為確保電力行業(yè)能夠順利進(jìn)行，需要提高對(duì)輸電線路的重視，對(duì)輸電線路所存在的故障做好各項(xiàng)診斷工作，正確處理好電力行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)所存在的問(wèn)題，為水電線路的正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：輸電線路；分布式故障；測(cè)距理論；關(guān)鍵詞技術(shù)

前言：

輸電線路作為電力行業(yè)的重要組成部分，是電力運(yùn)行中的重要紐帶，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。受環(huán)境因素、人為因素等原因的影響，輸電線路在運(yùn)行過(guò)程經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重影響到電力行業(yè)的正常運(yùn)行，需要電力行業(yè)提高對(duì)是對(duì)輸電線路的重視，正確利用故障分析理論對(duì)輸電線路所存在的各項(xiàng)故障進(jìn)行分析與處理，正確運(yùn)用輸電技術(shù)，最大程度上降低輸電線路故障對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行所帶來(lái)的影響。

一、輸電線路分布式故障測(cè)距理論

（一）分布式故障測(cè)距基本原理

輸電線路分布式故障測(cè)距系統(tǒng)是由高壓輸電線的若干個(gè)組故障檢測(cè)裝置、遠(yuǎn)程控制主站和無(wú)線通信模塊組成，其中，每組故障檢測(cè)裝置各三個(gè)，分別為ABC三相（如圖1所示）。

故障電流檢測(cè)裝置的供電裝置是由CT取電和備份電池構(gòu)成，運(yùn)用寬帶羅氏線圈將輸電線路故障時(shí)所產(chǎn)生的暫態(tài)電流行波提出出來(lái)，想要將3個(gè)故障檢測(cè)裝置連接到一起，需要借助ZIGBEE短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，處理結(jié)果需要利用CDMA/GPRS/GSM遠(yuǎn)程無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將其傳送到監(jiān)控主站中；在融合分析技術(shù)的作用下，遠(yuǎn)程監(jiān)控主站對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電流行波、電流折反射波各項(xiàng)信息進(jìn)行分析，將故障的位置準(zhǔn)確的計(jì)算處理。

（二）檢測(cè)點(diǎn)行波序列分析

因分布式故障測(cè)距工作中安裝由故障電流檢測(cè)裝置，當(dāng)輸電線路出現(xiàn)故障時(shí)，電流行波時(shí)間序列在不同位置所檢測(cè)到的結(jié)果有所不同。用“tf1、tf2……tfN”表示反射和折射作用下向行波到達(dá)檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間，用“tb1、tb2……tbN”表示反向行波在發(fā)射或者是折射后到達(dá)檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間，用△tf1、△tf2……△tfN”、“△tb1、△tb2……△tbN”分別表示每個(gè)行波與第一行波到達(dá)檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間差。若將輸電線路首端設(shè)為“M1”、輸電線路末端設(shè)為“M2”、輸電線路總長(zhǎng)度設(shè)為“L”、檢測(cè)點(diǎn)位置設(shè)為“Yi（i=1，2……n）”，檢測(cè)點(diǎn)Yi與輸電線路首端M1距離設(shè)為“LYi”，輸電線路故障點(diǎn)位置設(shè)為“X”，且輸電線路故障點(diǎn)X位于Yi與Yi+1之間，故障點(diǎn)X與輸電線路首端M1之間的距離設(shè)為“Lx”。那么當(dāng)輸電線路發(fā)生故障后，故障行波網(wǎng)格圖將如圖2所示。

由于△tb1=0、△tf1=0，且tb2、tf2的先后順序并不是唯一的，因此tb2不能作為輸電線路故障的判斷條件，此時(shí)，故障點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)之間的關(guān)系如下：

由于△tf1=0、△tb1=0，且tf2、tb2的先后順序并不是唯一的，因此tf2不能作為輸電線路故障的判斷條件，此時(shí)，故障點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)之間的關(guān)系如下：

因此，無(wú)論輸電線路在任何位置出現(xiàn)故障，均可通過(guò)區(qū)間的形式將故障查找出來(lái)，在特定區(qū)間內(nèi)行波序列的先后順序是能夠被確定的，能夠通過(guò)更深層次的計(jì)算，將故障點(diǎn)位置準(zhǔn)確的分析、計(jì)算出來(lái)。因輸電線路路故障點(diǎn)位置隨即性強(qiáng)，在判斷輸電線路故障點(diǎn)的位置時(shí)，首先需要將故障點(diǎn)在輸電線路中所位于的故障區(qū)間判斷出來(lái)，方可進(jìn)行后面的分析、計(jì)算與判斷。

二、輸電線路分布式故障測(cè)距的關(guān)鍵技術(shù)

通過(guò)分析故障點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)之間關(guān)系可知，若輸電線路在Lx位置出現(xiàn)故障，那么輸電線路的故障點(diǎn)就是Lx，在輸電線路上的鏡像L-Lx吧輸電線路分成三段，如圖3所示。若LxL/2，有效監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于[0，L-Lx]和[Lx，L]范圍內(nèi)的檢測(cè)點(diǎn)。分布式故障測(cè)距系統(tǒng)是將故障點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)之間的關(guān)系為基礎(chǔ)，結(jié)合輸電線路自身特點(diǎn)，對(duì)檢測(cè)點(diǎn)的安裝位置以及安裝數(shù)量進(jìn)行判斷，從而對(duì)故障點(diǎn)開(kāi)展測(cè)距工作。

（一）兩端對(duì)稱法

運(yùn)用兩端對(duì)稱法對(duì)輸電線路故障點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，已知某段輸電線路出現(xiàn)故障，輸電線路1段和輸電線路3段的檢測(cè)點(diǎn)均屬于有效檢測(cè)點(diǎn)，此時(shí)可在輸電線路上設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱的檢測(cè)點(diǎn)Y1和Y2，此時(shí)可將輸電線路分成4段，具體情況如圖4所示。

假設(shè)輸電線路總長(zhǎng)度為“L”，Y1與輸電線路首端之間的距離為“LY”，Y2位于輸電線路首端的“L-LY”的位置。檢測(cè)點(diǎn)Y1和檢測(cè)點(diǎn)Y2所檢測(cè)到的行波所產(chǎn)生的時(shí)間差分別為△tY1i，△tY2i，故障點(diǎn)在輸電線路的不同故障區(qū)間時(shí)，故障點(diǎn)Y1和Y2的時(shí)間差有以下4中情況：

（a）區(qū)間1故障：故障點(diǎn)位于區(qū)段1，0

（b）區(qū)間1故障：故障點(diǎn)位于區(qū)段4，L-Y≤X小于Y，且△tY1i不確定，那么△tY21=2（L-X）/v、△tY22=4（L-X）/v；

（c）區(qū)間1故障：故障點(diǎn)位于區(qū)段2，Y

（d）區(qū)間1故障：故障點(diǎn)位于區(qū)段3，L/2≤X

（二）中點(diǎn)主導(dǎo)法

將中點(diǎn)主導(dǎo)法運(yùn)用到輸電線路故障檢測(cè)工作中，需要將存在故障的輸電線路安裝3組檢測(cè)點(diǎn)，1組檢測(cè)點(diǎn)位于L/2的位置，另外兩組故障檢測(cè)點(diǎn)分布位于輸電線路的兩端，具體情況如圖5所示。

（三）四點(diǎn)聯(lián)合法

將四點(diǎn)聯(lián)合法運(yùn)用到輸電線路故障檢測(cè)工作中，需要將存在故障的輸電線路安裝4組檢測(cè)點(diǎn)，通過(guò)分析檢測(cè)點(diǎn)之間所產(chǎn)生的電流信息，對(duì)故障點(diǎn)與各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)之間的距離進(jìn)行判斷，并推算出故障點(diǎn)的具體位置，確保檢測(cè)點(diǎn)的安裝位置符合是輸電線故障安裝需求，在輸電線路故障檢測(cè)工作中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，其檢測(cè)點(diǎn)的具體安裝方法如圖6所示。

總結(jié)：

綜上所述，分布式故障測(cè)距方法是現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)物，與傳統(tǒng)行波測(cè)距理論相比，將兩端對(duì)稱法、中點(diǎn)主導(dǎo)法或者是四點(diǎn)聯(lián)合法運(yùn)用到輸電線路故障測(cè)定工作中具有較強(qiáng)的優(yōu)越性與發(fā)展性，試圖將測(cè)距裝置的位置從變電站位置轉(zhuǎn)移到輸電線路上，使故障測(cè)距結(jié)果更具真實(shí)性、準(zhǔn)確性、科學(xué)性與合理性。

參考文獻(xiàn)：

[1]申文.分支與混合線路的分布式故障測(cè)距方法研究[D].上海交通大學(xué)，2014.

[2]劉亞?wèn)|.輸電線路分布式故障測(cè)距理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D].上海交通大學(xué)，2012.

[3]趙東峰.基于小波變換的輸電線路分布式故障測(cè)距算法研究[D].山東大學(xué)，2011.