行波测距装置在楚雄高原多山地区的应用浅谈

徐赛梅

摘要：本文从依靠人工进行巡线查找出故障点，不仅浪费大量人力、物力的问题出发，介绍行波测距装置在楚雄高原多山地区的应用，并对其进行深入研究，以供参考。

关键词：高原；多山；行波测距装置

1前言

长期以来，高压输电线路故障定位一直是实际应用中极为重要的环节。由于高压输电线路长度均很长，且所经过的区域性质较为复杂，如果故障后无故障定位技术，而完全依靠人工进行巡线查找出故障点，不仅浪费大量人力、物力，而且电网也不能承受所需的时间。

2行波测距装置的应用

目前云南电网内500kV线路已基本全覆盖电流型行波测距装置（约占全省的90%），220kV线路少量覆盖（约占全省的20%），覆盖线路均为架空线路，未涉及高压电缆，在楚雄地区，行波测距装置已经覆盖了500kV和大部分220kV线路。近年来，随着更多包含220kV线路的变电站投入运营，220kV线路数量越来越多，覆盖范围越来越大，针对输电线路的高精度测距需求越来越迫切，现场采用的距离保护和录波装置在测距精度方面会受到运行方式、过渡电阻大小等多方面的影响，测距精度较低，导致现场巡线人员排查故障难度依然较大。行波测距误差远小于保护测距误差，特别是500kV行波测距误差最小，基本满足误差1km之内的要求。为降低现场巡线人员的工作难度，尽快准确查找故障点，有必要在变电站中装设行波测距装置，在拥有距离保护测距结果和录波测距结果的基础上采用行波测距结果进行更为准确的故障定位。

由于行波装置在220kV线路上安装率还不够高，针对不同线路进行实测数据中的行波传播研究、测距误差分析和测距结果的修正尚缺乏研究，以楚雄电网典型的220kV交流输电线路为对象，从行波分析角度，研究通过高速采集输电线路暂态行波数据挖掘输电线路雷击信息的方法，研究一种单端行波测距装置。从理论分析入手，研究交直流输电线路雷击物理过程、建模及数字仿真方法，分析各种扰动下行波暂态量差异，探求特征提取方法，研究基于行波暂态量的输电线路的雷击检测、故障定位及闪络性质辨识方法，进而探索有效的缓解反卷积病态性措施，研究根据线路行波暂态量估计雷击电流参数的方法，并尝试恢复雷击电流波形。最终通过聚合基于线路行波暂态记录的故障信息和雷电定位系统的雷电监测信息，实现雷击与线路故障相关性的判定以及雷击点与闪络点的精确位置，形成当前亟需的高原山地输电线路雷击信息发掘理论体系，为输电线路耐雷水平的评估和防雷措施的改进，提供重要支持。

对于输电线路永久性故障，如导线断线、外力破坏等，故障定位技术有助于快速查到故障点后排除故障，降低停电时间，减小系统不完整所带来的风险，提高供电可靠性；对于输电线路瞬时性故障，如树枝触碰、绝缘子闪络等，虽然故障点对当时的线路运行不造成直接影响，但是曾经发生瞬时故障的地方，将可能存在电气绝缘缺陷，如果不查找出来及时采取措施，如计划停电时更换某块闪络的绝缘子，则有可能埋下隐患，造成线路永久性故障。因此，高压输电线路故障定位技术，可以在故障后定位故障位置，为巡线人员提供重要的技术支持，提供工作效率。

在微处理机广泛应用的今天，输电线路故障定位技术在工程实际中应用的主要有两种，基于工频电压电流的阻抗法和基于暂态电流电压量的行波测距。基于工频电压电流的阻抗法现在广泛应用在线路保护和故障录波装置中，它是利用保护或录波装置纪录的工频量直接计算故障百分比、故障阻抗，从而得到故障距离。由于不用增加测距装置，因此阻抗法是目前全网故障测距的基本测距手段。但是阻抗法受到电网运行方式、故障点电阻、工频测量量的测量误差、线路结构对称性、线路分布电容和线路架设区域的不同等因素的影响，特别是电网运行方式、故障点电阻和线路电容分布对测距精度影响尤为突出，造成阻抗法在实际应用中存在误差大的问题，特别在带串补电容、T接线路、部分同杆双回线路中，测距较为困难。

基于暂态电流电压量的行波测距方法是近十年发展起来的测距手段，虽然起步较晚，但是发展极为迅速。由于它需要在线路上单独配置行波测距装置，且在工程实际中遇到的问题较多，因此长期以来实际应用效果并没有在网内显现出来，但是它的测量精度不受电网运行方式、线路分布参数的影响，受故障点电阻影响也远较阻抗法小。

阻抗法和行波法两种测距方法各有优缺点，长远看来，在行波测距装置在电网全覆盖、行波测距技术不断完善的将来，行波测距必然是输电线路故障定位的首选手段。

故障点定位问题不仅楚雄电网独有的运行问题，而是广泛存在于云南各州市电网、云南主网和整个南方电网的共性问题。国内外的经验都表明，坚强的网架是提高输送能力的物质基础，实用化新技术是提高输电能力的重要手段。

双端测距虽然准确度高且原理易于工程实现，但是由于全网未能全部配置行波测距装置，且由于不同变电站施工期的差异，大部分线路在较长一段时间内都无法实现双端测距，另外双端测距依赖通道、装置完好性和GPS信号良好，造成现实中双端测距完整率较低。单端测距只需要采用单侧的行波数据，特别是一台装置可以接入多条线路，装置利用率远高于双端测距，但是由于单端测距中依靠装置自动识别除首波头外的后续波头有一定难度，造成单端测距单纯依赖机器测距极为困难，往往需要人工干涉后才能得到有用的测距结果。对于厂站输电线路，一般只有一条出线，母线上有变压器，除故障线路外，没有其他出线，当出线发生接地故障时由变压器引起的波过程是相当复杂的，如果仅靠安装在线路上的互感器获取行波暂态量是很困难的。

3结语

因此，在楚雄电网开展暂态量行波测距装置的应用研究，对提高云南电网的动态稳定水平具有很强的工程意义、示范意义。

参考文献：

[1]输电线路单双端行波测距实例研讨[A].张凌.2011年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C].2011

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[3]智能变电站中基于电子式互感器的输电线路行波故障测距技术[J].何川.信息通信.2016（11）

[4]电力线路故障行波测距技术及应用[A].季涛，孙同景，熊立新.第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C].2005

作者简介：

姓名：徐赛梅，女职称：工程师，单位：云南电网有限责任公司楚雄供电局，职务：长期从事继电保护专业技术运维。