摘要：高压输电线路多数会通过空旷地区,其涉及面较广、自身距离较长,所以恶劣天气易对其造成影响,出现破坏或短路的现象。另外,高压线路经过区域较为荒芜或区域不发达,也会在一定程度上为检修与判断故障带来难度。所以,在进行故障分析时,选用正确的方法,对企业的进一步发展有着至关重要的意义和促进作用。
关键词：高压输电线路；故障；测距方法
1高压输电线路的故障类型及识别
1.1弧光性故障及识别
弧光性故障属于不稳定的接地故障,统计显示,弧光性故障比例占10%,其具有如下特点:对地绝缘降低,当相电压升至一定程度时会引发绝缘击穿,导致沿面或经空气放电,电压降低后可使绝缘恢复,并循环多次。一旦输电线路绝缘子出现裂缝、损伤,或与建筑物过近等,均会引发弧光性故障。弧光性故障具有多次击穿现象,短时间内电荷迅速移动,引发循环多次的瞬时大电流,幅值高达百安,破坏力极强。
针对输电线路中的弧光性接地故障与雷击故障,可采用电流故障行波的2个特征频带中的频谱能量比与波形系数加以识别,借助电磁暂态软件建立仿真模型对输电线路故障加以仿真,并对故障行波信号加以识别,可取0~3kHz为首个特征频带,对其能量加以计算;取3~6kHz为另一特征频带,对其能量加以计算,以二者的能量比作为依据来识别雷击故障与弧光性故障。
1.2过渡阻抗性故障及识别
过渡阻抗性故障是因外界物体接触线路二引发的对物放电故障,其涉及种类较多,并时常有电弧放电现象发生,而有些诸如鸟闪、闪络、异物接线等故障也可能无电弧现象。此类故障多因接地故障通过介质产生,因而其阻抗特点多源自介质阻抗,故障阻抗主要包括两部分:(1)介质与大地所产生的非有效接触阻抗;(2)诸如杆塔、设备、树枝等介质所引发的有效接触阻抗,在所有介质中,将金属性及阻值趋零的介质划入金属性故障之中,不在此类故障研究范围。
通常而言,非有效接触所引发的阻抗不会随着外加电压变化而发生变化,可视为一个线性电阻;而其他介质因多含水、内部结构参数不同,因而可能引发的过渡阻抗值不尽相同,但有研究显示,其故障阻抗幅值呈线性增长。以污闪故障为例,其属于逐步发展过程,绝缘子表面多有电磁现象,因而故障录波波形上会出现中性线电流扭曲情况,若最后一次中性线电流扭曲与闪络时间间隔相等,即可确定为污闪故障。若是输电线路对树木的放电,由于放电电流逐渐变大,因而可从故障录波数据中提取特征参数加以识别。
2高压输电线路的故障测距的几种方法
2.1双端同步测距法
(1)两侧电压法。
对于电流互感器饱和造成的测距误差,为了能有效避免,相关人员提出了在线路两端同步开展的电压相量测距算法,该方法在理论上而言,能不受饱和侧电流的影响,不需要电流相量参与。对于这一指标与过渡电阻和故障类型无关,仅与线路阻抗、故障距离的有关的情况,已由故障线路正序端电压TE指标相关概念加以证实。然后通过软件仿真获取电压比指标与故障点位置的单调曲线关系,以此来匹配定位三端与两端线路,进而得得到唯一的距离解。这一方法经过实际仿真表明精度较高,但在使用该种方法时,需要提供两侧系统的等效阻抗,两侧系统阻抗在实际运行过程中,缺乏电流的情况下,具有一定的变化,难以实现在线测量,所以这种测距算法较为理想化。
(2)本侧电压电流对侧电流法。
因为电流互感器很容易在故障发生时达到饱和,造成采样波形的异样,所以难以对真实的故障电流进行正确反映。
而对输电线路双端测距算法造成影响的主要因素就是电流互感器饱和,而补偿矫正饱和电流就是对饱和影响故障测距的解决手段,但对于饱和电流完全矫正,在实际操作中很难做到。而对两侧电压和另一侧电流的研究利用就是另一种解决的途径,其主要是对CT饱和的一侧电流不考虑,具有更广泛的应用和更高的测距精度。
2.2行波法
行波法的主要原理就是行波法暂态行波理论,在输电线路发生故障时,行波法依据的测算方法会在线路中产生故障行波,在其他阻抗不连续点和故障点发生反射与折射的情况。随着光电流互感器和光电压互感器的逐步使用,对存在于故障测试中过渡电阻带来的影响进行了有效减少,大大提升了该方法的适应力。
但目前仍有一些问题存在于这种方法中,如故障点与测距装置间的距离较小,即难以测量故障点位置,会出现测距死区。另外,在识别与标定射波方面有不准确的情况,无法区分出故障点发射波与端母线反射波。输电线路故障行波在故障时刻电压初相角较小时就会产生不清晰的状态,这样就会无法进行故障测距,导致行波信号微弱。
2.3故障分析法
当线路发生故障,在明确输电线路系统的线路参数与运行模式下,可以测量装置处,得到电流值和电压值,和故障距离间呈函数关系,为了创建关于电流与电压的回路方程,可选择故障录波中的故障数据来实现,再通过运算、分析,获取到最终的故障距离。
(1)双端数据的故障分析法。
在故障测距时,该种方法主要是依据一端电压、两端电流进行,如基于线路两侧零序电流的比值,可以将单相接地故障的位置测算出来。但是缺少对分布电容作用的考虑。另外,在不同运行模式下,需要预先画出线路下零序电流分布曲线,运行模式与实际测距结果有着密不可分的关系。
(2)单端数据故障分析法。
解方程法、阻抗法、电压法就是单端数据故障包含的几种方法。解议程法主要是参照系统模型与输电线路参数,对测距点的进行测量,得出电流与电压,进而运用解方程的方式获取故障点距离。阻抗法主要是系统故障时,对线路一侧进行测量,获取电流值与电压值,在运用计算获取故障回路的阻抗,故障区和被测量区的距离与阻抗形成正比,从而获取故障距离。电压法主要是发生故障处的电压值在线路故障时会急剧下降,并通过计算各种故障相电压的沿线分布状况,获取故障相电压的最低点,满足故障测距的标准。
2.4智能化测距法
当前与其他方法相比,智能测距方法还处于研究和发展中,在对高效化测量方法研究时,相关人员提出了相关优化方法、卡尔曼滤波技术、模糊理论、红外线技术等多种智能化测距理论。除具有高效性外,智能化测距方法还可以采用数字形式表现故障距离,更加的直观,对网络这一先进技术进行了充分利用。在分析数据过程中,采用电子信息技术具有稳定性与准确性。现阶段感人肺腑有一些弊端存在于智能化测距法中,例如神经网络技术,基易受到故障距离、输电线路参数变化、对端系统的阻抗变化、测量端以及电气量取值不准确的影响,所以,为了不不对输电线路故障定位准确性造成影响,导致训练不收敛,需要大量的训练样本。
3结束语
电力系统稳定运行能否得到保证与准确处理和定位高压输电线路故障有着密不可分的关系。技术人员应深入了解各类故障测距方法与高压输电线路的运行特点,这样才能保证选用的测距方法更加合理,能对故障点位置进行准确的测出,从而促进电力系统的安全运行,为后续故障工作的顺利开展奠定基础。
参考文献
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