线路保护常见的故障测距方法

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线路保护常见的故障测距方法

作者：邱琳

来源：《科技创新导报》2012年第21期

摘 要:输电线路发生故障时,通过故障测距装置的自动测量,可以为人工查找故障点提供有效参考,但需要注意测距设备的准确性、可靠性、实用性问题。介绍了基于故障分析的单端测距、双端测距方法,并特别强调在实际中采用的方法,以及这些方法的特点和不足,并对这些方法给与了评价。

关键词:输电线路 故障测距 单端测距 双端测距

中图分类号:TM6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0106-01

高压输电线路是电网中传输电能的主要通道,其可靠运行直接关系到电能能否有效传输。随着电网规模的不断扩大,电能的输送距离越来越远,输电线路的电压等级也越来越高。远距离的输电以及大量输电线路的建设使用带来的问题之一就是输电线路发生故障的次数也越来越多。由于输电线路的运行环境多种多样,越是复杂的地形和恶劣天气,发生故障的可能性越大,这就给发生故障时的故障定位带来了困难。为了尽快的修复和恢复供电,又迫切要求迅速的查找到故障点,为了解决这一问题,除了需要相关人员,特别是巡线人员的辛勤工作外,更需要一种有效的进行故障定位的方法,这便是输电线路的故障测距技术,为此工程技术人员和研究人员进行了大量的研究和实践工作[1-2]。 1 输电线路的故障测距

本质上说,故障测距并不能准确获知故障点的实际位置,因为故障测距得到的只能是电气距离,如故障点到测距设备安装点(一般是变电站内)的输电线路长度,但这已经可以大幅缩小人员现场查找故障点的范围。故障测距设备又被称为故障定位装置,能够根据故障发生时的电气特征迅速测定安装处到故障点的距离,从而减轻人工巡线的劳动,还可以查找出人工难以发现的故障,因此给电网运行部门带来了很高的社会效益和经济效益。

为了达到预期的目标,需要故障测距装置在准确性、可靠性以及实用性方面达到一定的目标。

1.1 准确性

准确性是故障测距装置的最重要性能指标,失去准确性,就是去了故障测距的意义,反而会对人员的巡线带来误导,影响人员的正确判断,延长发现故障点的时间。实际的故障测距必然存在误差,但误差只要在可以接受的范围内,就可以受到良好的效果。规范要求测距的综合误差不超过1%,而实际情况中,较短线路很难达到这一要求,也并无必要,考虑到杆塔之间的实际距离,一般要求测距误差不超过1km,即在相邻几个杆塔之间是合理的,可以较好的满足现场要求。

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1.2 可靠性

在以往的研究中,常常片面强调故障测距的可靠性,即不拒动,不误动。这是由于故障测距的研究人员普遍为继电保护的研究人员,将对继电保护的要求加至故障测距技术中导致的。实际上,对于故障测距而言,不误动的要求并不那么重要,因为故障测距是与继电保护装置的动作相联系的,在继电保护装置未动作的条件下,现场运行一般对故障测距装置的报告很难予以重视。而且当前的情况下,一般不配置专门的故障测距装置,故障测距功能是结合在继电保护装置内的,在继电保护不动作的情况下,故障测距功能是不可能启动的。对于不拒动的要求是合理的,在发生故障时测距装置无法给出测距情况报告,实际上是功能失效。

应当说,准确性和可靠性是相结合的,当测距误差过大,即准确性无法保障的情况下,便可以说是测距不可靠。 1.3 实用性

实用性是指测距设备应结合实际情况进行研究和采用。首先是性价比问题,如果单独的测距设备的价格过高,将难以推广采用,因此结合继电保护装置的研究,将测距功能与之相结合是一种有效的手段,另一方面可以考虑将多条线路用同一测距装置进行测距。其次是方便性问题,以多条线路采用同一测距装置为例,这就需要将多条线路的信息(如交流量、开关量)引入装置,在安装接线上带来大量不便,不便于调试和使用。 2 故障测距的主要方法

当前故障测距的主要方法,可以分为单端测距与双端测距两类,又可根据采用信息的不同分为故障分析法和行波法两种。两种分类是相互结合的,即可以分为四类,即基于故障分析的单端测距法、基于故障分析的双端测距法、基于行波的单端测距法、基于行波的双端测距法。 故障分析法,是在输电线路发生故障时,根据相关参数和电流、电压列出测距方程,通过方程求解得到故障点的位置。从信息学的角度可知,在有效利用信息的前提下,双端测距方法采用双侧的电流电压信息,应当可以获得更为准确的测距结果,但需要较多的数据传输。在与继电保护装置结合的情况下,特别是当前广泛采用的光纤保护前提下,数据传输并不存在问题,因为保护的正常运行也需要电流量的传送,通道宽度也足以保障所需信息的正常传送。但对于无有效通道的前提下,则只能采用单端测距方法。

行波法是根据行波理论实现的测距方法。其在500kV线路中有一定应用,但一般是独立于继电保护装置单独设立。 3 各类故障测距方法的分析 3.1 基于故障分析的单端测距法

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