摘要：伴随着我国经济水平的不断提高，电力需求量的不断增长，建设特高压直流输电工程成为了一项十分必要的电力工程。在电力系统中，输电线路经常会出现故障，而故障测距法在判断线路故障点中占据着举足轻重的作用，所以加强故障测距法对特高压输电线路的保护是十分有意义的工作。本文结合实际简单介绍了故障测定的含义以及分类方式，并简单的叙述了故障测定的要求。
关键词：特高压；输电线路保护；故障测距；要求
特高压输电线路作为电力系统中十分重要的组成部分，不仅肩负着运输电能的重任，而且也是电力系统中最容易发生故障的地方，而发生故障的店也极其难找，可谓是电力工程中的一大难题。所以快速准确的找到故障发生点，无论是对修复线路、确保供电正常运行，还是对电力系统的稳定发展都具有十分重要的意义。
一、故障测距的定义
故障测距装置又被称为故障定位装置，顾名思义，是一种能够检测故障点位置的自动装置。故障测距能够发生故障所具有的特征准确而快速的找出故障点的位置。在这之前，输电线路发生故障，往往靠人工巡线进行解决，这种做法费时费力，不仅劳动艰辛，而且很难发现故障的位置。而这种装置的出现，大大的改善了这种情况，不仅节约了时间和人力，而且能够为电力生产部门带来巨大的经济效益和社会效益。近年来，伴随着经济技术的进步与通信技术、数字技术的不断发展，故障测距已经更为方便的获得对侧信息，且故障测距的计算处理能力也大大提高。
二、故障测距的分类
故障测距按照测距原理可以分为行波分析法、阻抗法与故障录波分析法，按照测距所需的信息来源可分为单端量法和两端量法。
（一）、故障测距原理
（1）、故障录波分析法
电力故障录波器能够在电力系统发生故障时，将故障发生过程中各种电气量变化和开关动作的情况进行整体记录。故障录波分析法的主要工作原理是，将故障发生时所记录下来的电流量与工频电压进行计算，通过对结果进行分析，最终得出故障发生的距离。
故障录波分析法有单端信息和双端信息两种，其中双端数据的测距方法大概主要分为三种形式：
1、利用两端电压电流的工频量；
2、利用较近一端的电压电流与较远一端的电压工频量；
3、无需进行采集两端电压电流数据或采样同步化处理
（2）、行波分析法
行波分析法根据物理性质进行划分，可以分为电压行波测距法和电流行波测距法两种类型。当输电线路发生单相接地故障的时候，线路的两端都会有电流和电压行波产生，行波波头的幅度值与故障初相角以及过渡电阻之间有关，在经过多次的折射、反射之后，行波的幅值会存在明显衰弱的现象。
从理论上来说，电压行波与电流行波在幅值上存在着较大的差异，电压行波的幅值相对于电流行波幅值来说较大。利用电流行波进行故障测距时，必须把变电站的每一条出线电流信号都引入到测距装置。
（3）、阻抗法
阻抗法故障测距的工作原理是将输电线假定为均匀线，然后在不同的故障类型条件下计算出故障回路阻抗或是电抗与测量点到故障点的距离成正比，通过计算故障时测量点的阻抗或电抗值除以线路的单位阻抗或电抗值得到测量点到故障点的距离。
阻抗法在已有的输电线故障测距装置中具有一定的重要性，阻抗法测距方法简单、可靠，尽管在测距的精准度方面存在一些问题，但可以通过线路一端电流的故障分量将过渡电阻产生的影响降到最低。这一些列的优点，使阻抗法测距在故障测距中被广泛应用。
（二）、故障测距信息来源
（1）、单端量法
单端量法主要是仅仅使用本端测量到的电压、电流量以及所必须的系统数据对发生故障的距离进行分析计算。这种只使用本端信息的测量方法，操作起来较为简单、方便，所以在很大程度上得到了广泛的应用。
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但是在单端量法中存在一定的弊端，除了单端供电线路外，仅仅使用本端测量所得到的信息，不能有效的消除对侧系统运行方式的变化，也不能消除故障点过渡电阻的影响，这会导致故障测距所得到的结果存在失误或是失效。
为了解决这一问题，工作人员对单端测距的方法做出了大量的分析研究，研究多是针对消除系统运行方式变化和过渡电阻的影响，从而更有效的提高测距结果的可靠性与精准度。其中较为有效的是电压法，电压法是通过对各故障电压的沿线分布状况进行计算，然后找出故障数据的最低点并以此来实现故障测距；此外，还可以通过对正序故障分量、负序和零序分量的电压沿障线分布的计算，找出故障数据最高点来实现故障测距的方法。
（2）、两端量法
两端量法主要是同时运用线路两端的电气量实现的故障测距法，利用两端的电流电压推算故障点的电压，然后根据相关的信息条件对故障位置进行判断。两端量法在工作中不存在过渡电阻与对侧系统阻抗影响，但在进行工作时，必须要通过通信技术等手段得到对侧数据的信息，从而产生两端数据的同步问题。
两端量法根据对数据同步的需求，能够将两端量法分为需要同步与不需要同步两种算法。
在需要同步的算法中，最早应用的是利用链路两端的电阻和两端电流幅值的故障测距法，之后提出了分布参数模型下的故障测距法，目前，我国学者主要提出的是医用单端电压与单端电流进行故障测距的方法。
在不需要同步的算法当中，一种是将不同类相角差加入到计算中，然后计算出相关的数据，最后得到故障距离；另一种是将两端的电压、电流分别推算到故障点的电压的幅值相等的算法。
三、故障测距的要求
不同的场合中对故障测距的要求也是有所差异的，所以进行故障测距时应满足现场的实际需要与算法要求。
（一）、准确性
在进行故障测距时，除了要注重如何快速的找到故障发生位置外，还要注重故障测距的准确性，如果故障测距的位置不够准备，则代表测距失败。
（二）、可靠性
无论存在什么样的故障类型和故障条件，都不能因为故障测距方法自身存在的缺陷而导致测距结果发散的状况出现，所以，必须在故障发生后尽可能可靠的进行故障测距；在没有故障发生的情况下，也不能错误的进行故障测距启动。
（三）、经济性
在进行故障测距装置生产时，要充分考虑到经济效益，尽量选择满足要求而成本较低的元件与材料，尽可能的做到物美价廉、成本价与维护费用较低的装置，从而获得更好的经济效益。
（四）、实用性
故障测距应该尽可能做到不受故障类型以及系统运行方式、故障距离等因素的影响，保证在任何条件下均能获得较高的精准度，尽量做到在实际应用中，较少工作量、更加方便可靠。
结束语
高压线路中发生故障会产生较大的损失，所以及时发现故障发生位置就显得尤为重要。故障测距在高压输电线路的保护中发挥着重要的作用，所以要加强对故障测距的研究，并更好的发挥其保护高压输电线路的作用。
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论文作者:杨庭栋,邹伟华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/25
标签：故障论文; 线路论文; 电压论文; 电流论文; 阻抗论文; 发生论文; 两端论文; 《电力设备》2017年第13期论文;