高压输电线路故障的定位一直是电网安全运行的基础保障技术之一。本论文在简单介绍了目前主流的输电线路故障定位方法的基础上,重点探讨研究了电压行波故障定位法,首先分析了基本原理,接着给出了定位算法,并给出了故障定位系统的硬件设计方案,对于提升和促进高压输电线路故障定位技术的应用水平具有一定借鉴意义。

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工程技术

高压输电线路故障定位方法研究 陈诚于磊 (. 1兴化市供电公司生产技术部； 2.化市供电公司电力工程公司兴 江苏兴化 2 5 0 ) 2 0 7

摘要：高压输电线路故障的定位一直是电网安全运行的基础保障技术之一。本论文在简单介绍了目前主流的输电线路故障定位方法的 基础上，重点探讨研究了电压行波故障定位法，首先分析了基本原理，着给出了定位算法，接并给出了故障定位系统的硬件设计方案，于对 提升和促进高压输电线路故障定位技术的应用水平具有一定借墼意义。 关键词：高压输电线路线路故障故障定位 中图分类号： M5 T 文献标识码： A文章编号： 4 0 8 ( o o ( ) 0 8— 1 1 7— 0 x 2 1 ) la一 0 8 0 6 o

1引言 高压输电线路中的故障可分为永久性故障和瞬时性故障。时性故障在继电保瞬护装置切断电源后可自动消失，线路通过重合闸可恢复供电；永久性故障无法自而 动消失，需要人工排除，快找出故障点位尽置是排除永久性故障的前提，除故障时排间的长短直接决定由停电带来的损失的大小，为查找故障点的快速性和准确性提这出了要求。此，究一种快速、确的故为研准障定位方法是很有实际意义的。 本论文主要结合电压行波法研究高压输电线路故障的定位方法，期找到可靠以有效的快速故障定位方法，和同行分享。并

2输电线路故障定位方法概述 输电线路故障定位方法分类较多。按信号来源可分为：端定位和单端定位，双双端定位法的电气信号来自线路的两端，单端定位法的电气信号来自线路的一端。按原理分可分为三类：是阻抗法，是故障一二分析法，是行波法。三 ①阻抗法。抗法是利用故障时测量阻

的电压、电流计算故障回路的阻抗。忽略在线路的对地电容和电导时，障的回路阻故抗与故障的距离成正比。由此，以求出故可障点到测量点的距离，故障点的过渡电但 阻会对计算阻抗造成

很大的误差。故障②分析法。系统运行方式和参数已知的情在况下，线路故障时，检测点检测到的电压和电流是故障点距离的函数。要根据输电只线路的等效电路进行分析，以找出这个可函数关系。电压法：故障发生时，如在线路上故障点电压值最小，故障线的等效电对路进行分析，出电压最小值点就是故障找点。③行波法。波法是利用故障发生时在行故障点产生的向线路两端传播的行波的波速和时间来求故障点的距离。股可分为一 A、 C B、三种类型。种行波法中 A和 c三型型属于单端法， B型属于双端法。

3基于电压行波的高压输电线路故障定位系统研究 3.电压行波故障定位法的基本原理 1电压行波法有A、、三类，里以A类为 BC这例简要分析行波法故障定位的基本原理。 A型定位原理是根据线路故障时产生的行波在测量端和故障点来回反射的时间 差和波速的乘积来定位的。 A型只需在线路一端安装设备，位精度不受过渡阻抗定的影响，可以检测瞬时故障和永久性故障， 但存在反射波波头不易提取的问题。 A型

[]杨宝初，晓波，玉松著 .电压技 1刘戴高术[ .庆：庆大学出版社， 0 2 M]重重 20 .[】蔡得礼 .压输电线路故障定位的一种 2高新的计算机方法[]重庆大学学报， J. 1 8 62: 9 2, () 7~1 . 4的获取。 []曲静 .用电流行波实现高压输电线路 3利现将故障定位系统硬件设计平台设计单端故障测距的方法研究[】重庆： D.重如以下几点。 庆大学， 0 2. 20 线路故障产生的电压行波信号，电[】陈平，耀中，南加乐， .于故障经 4葛索等基压传感器一路到采样启动单元，路到高一开断暂态行波信息的输电线路故障测速采集模块。满足行波启动条件后启动当距研究【]中国电机工程学报， 0 0 2 J. 2 0,0 A/转换进行数据采集， D同时由G S P同步时 ()5 8: 6~5 9.钟记录启动时刻。行波波形与启动时刻将

定位方法一般采用高速采集装置采

集故障行波数据，后通过复杂的算法识别行波然波头，算出故障点的位置。计 因此，波法的主要的问题在于波头提行取算法的研究。测端母线上的行波信号可检由初始行波、母线上非故障线路的反射波、故障点反射波、对端母线上的反射波组成。需要检测的初始行波和故障点的反射波，同时还有来自断路器和隔离开关的操作、导线的换位点等等干扰，这就使故障点反射波的检测变得非常困难，自断路器和隔离开关操作、来 导线换位点的干扰一般可通过故障检测单元和设置适当的门褴来避开。 3. 2故障定位方法设计由于单端行波法在实用上的缺陷，本文采用双端电压行波法，即B型行波定位来实现输电线路故障定位。 B定位原理是根据线路故障时在故障型点产生的初始行波传播到线路两端的时间 差和波速来实现故障定位的。型行波定位 B需要在线路两端安装设备，不需要对故障点反射波进行识别，位精度较高，目前行定是波法故障定位中使用得最多的一种方法。 实现双端行波法故障定位的步骤如下： ①行波信号的获取。场的电压行波现都是高电压信号，要用传感器转变成低需压信号。波信号是数百 k的高频信号，行 Hz 要求电压传感器要有好的频率特性。②行波信号的采集。波信号频率高，据采样行根定理，求采集系统的采样大于行波信号要频率的两倍。就需要高速采集系统才能这准确记录行波信号。端行波法需要记录双来自线路两端的行波信号，需考虑异地还采样不同步带来的误差，此还需设计同因步时钟。相模变换。际获取的信号为三③实相电压，根据前面分析需要对三相电压进行相模变换来消除各相电压之间耦合的影响。 ④求取初始行波到达线路两端的时间差。根据前面测出的相关参数进行时间差的计算， 时间差是决定定位精度的关键因素。 3. 3故障定位系统设计输电线路故障定位系统包括硬件部分和软件部分，干篇幅，文主要探讨硬件限本平台的设计。件部分主要完成行波信号硬

保存在工控机

,两端的数据传送到主控将室工控机，进行定位分析。并 当电网出现过电压时，电压传感器采集到过电压信号后，信号经过信号调理电路传送至数据采集卡，数据采集卡将输入的模拟电压信号转换为计算机所能识别的数字信号，以文件形式保存在计算机硬盘上。并 电压传感器是准确获取电压行波信号的关键，也正是电压行波法长期以来一直受这限制的原因。系统在3 k本 5 V及以下的配电网采用低阻尼阻容分压器，直接从母线处获取电压信号， 1k输电线路采用特制的电压传 10 V感器从电容式套管末屏抽头处获取电压信号。波实验表明这两种传感器均有较好的方响应特性。这两种传感器设计的过电压在用线监测系统的实际运行情况也表明传感器能准确传变故障行波信号以及频率更高的雷电波。用这种方式获取电压信号解决了因采 C T能传变高频行波信号的缺点， V不保证了 电压行波获取得以实现。 这里需要说明的是，动单元是对传启感器的传来的电压信号进行判断，当信号的幅值超过设定的阂值时，动单元发出启触发信号，动 A/启 D采样进行行波信号的采集，时让 GP同步时钟记录触发时刻。同 S

4结语 本文在国内外现有输电线路故障定位方法的基础上，基于电压行波的输电线对路故障定位方法进行了探索和研究，出给 了基于电压行波的高压输电线路故障的定位方法，在此基础上完成了定位系统硬并件平台的设计，出了详细的设计方案和给系统工作原理，对于进一步提高高压输电线路故障定位的方法及其系统的研究、应用，论是从理论研究还是从实践开发商，无 都具有很好的指导和推广的意义。

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