（中国南方电网超高压输电公司柳州局广西柳州545006）
摘要：随着电网规模不断扩大，输电电压等级不断提高，电网结构逐渐复杂，输电线路出现故障的概率也会增加。本文首先对输电线路发生的故障进行了分析，接着阐述了输电线路故障的定位方法，分析了影响输电线路故障定位技术的因素，最后提出了输电线路行波故障定位方案，结果表明该方法可以有效定位输电线路的故障。
关键词：输电线路；故障；行波法；GPS
随着社会经济的飞速发展，国家对电力的需求日益上升，促进了电力工业的迅速发展。国家对电力工业依赖不断上升的同时也对供电的可靠性和质量提出了新的要求。随着电网的规模不断扩大，电网结构逐渐复杂，输电线路出现故障的概率也会增加。如果故障不能得到及时的排除将会对国民经济造成巨大的损失，同时也会对人民的生活带来极大的不便。本文首先对输电线路发生的故障进行了分析，接着阐述了输电线路故障的定位方法，分析了影响输电线路故障定位技术的因素，最后提出了输电线路行波故障定位方案，结果表明该方法可以有效定位输电线路的故障。
1输电线路故障分析
输电线路故障可分为永久性故障和瞬时性故障，瞬时性故障在继电保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，这类故障造成的绝缘损伤没有明显的痕迹，因此也给故障点的查找带来了很大的不便。瞬时性故障虽然不会影响供电，但是却经常发生在系统最薄弱的环节，因此应尽快找出故障点并加以处理，以免故障的持续发生，可确保供电的稳定性。
永久性故障无法自动消失，需要人工排除，尽快找出故障点位置是排除永久性故障的前提。排除故障时间的长短直接决定由停电带来的损失的大小，这为查找故障点的快速性和准确性提出了要求。要排除故障首先要找到故障点，然而输电线路大多距离长，所跨区域地形复杂，尤其是在山区、丘陵地带是故障发生的高发地带。这就给传统的人工巡线方式带来了极大的不便。输电线路故障直接影响到系统运行的可靠性，故障的及时排除有利于减小由停电带来的损失、具有极大的社会和经济效益。
2输电线路故障定位方法
输电线路故障定位方法分类较多。按信号来源可分为：双端定位和单端定位，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，目前广泛应用的是双端定位法。按原理分可分为三类：一是阻抗法，二是故障分析法，三是行波法。阻抗法是利用故障时测量的电压、电流计算故障回路的阻抗，在忽略线路的对地电容和电导时，故障的回路阻抗与故障的距离成正比，由此可以求出故障点到测量点的距离，但故障点的过渡电阻会对计算阻抗造成很大的误差；故障分析法是指在系统运行方式和参数已知的情况下，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，只要根据输电线路的等效电路进行分析，可以找出这个函数关系；行波法是利用故障发生是在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。
阻抗法和故障分析法设备简单，定位原理较复杂，定位精度受线路参数结构、故障类型、过渡电阻等影响大，因此精度不高。行波法定位原理相对简单，定位精度受线路结构参数、故障类型、过渡电阻影响较小，精度较高，但是设备投入较大。近年来随着测量技术的进步，行波法应用日益广泛。
3影响输电线路行波故障定位的影响因素
输电线路实际行波在产生过程中，由于产生条件不同波形也有所不同，同时行波在传播过程中波形也会产生畸变和衰减，这些都是会对行波故障定位产生较大的影响。
3.1行波产生过程中波形的影响因素
图1是输电线路接地故障示意图，在线路MN上F点处发生接地故障，根据叠加原理相当于在故障点处产生一个与故障前幅值相等、极性相反的电压源uf。
3.2行波在传播过程中波形的影响因素
输电线路故障行波在传播过程中波形的影响因素主要有以下几点：
①输电线路的电阻和对地电导引起的能量损耗，实际输电线路的电阻和对地电阻不会为零，会引起行波的衰减和畸变。
②行波的色散现象。行波在传播过程中，不同的模量的传输特性是不一致的，即使同一模量不同频率的行波传输特性也是不同的，这就是行波传输过程中的色散现象。
③多导线之间的电磁耦合会使行波在传播过程中发生畸变。
④冲击电晕。冲击电晕主要是针对雷击故障，此时的电压较高，超过线路的电晕起始电压，导线表面会出现空气电离，形成电晕放电，使行波的能量损耗。
4输电线路行波故障定位方案
由于单端行波法在适用上的缺陷，本文采用双端电压行波法来实现输电线路故障定位，实现双端行波法故障定位的方案如图2所示。其中小波滤波是指采用小波对信号的白噪声进行去噪；接着选取最小波波头区间，然后将该波头区间进行相关分析，求取用该波头区间做相关分析的所得的相关系数；相关分析分为三个过程，一是进行相关系数的计算，二是时间平移，三是求取最大相关系数对应的时间差；最后计算故障的距离，即根据线路故障时在故障点产生的初始行波波头传播到线路两端的时间差和波速实现故障定位的。
图2输电线路行波故障定位方案
5结语
高压输电线路承担着远距离、大容量电能输送以及电网之间联络的重任，由于其暴露在广阔地地理空间，特别是环境恶劣地带，故障易发、频发。本文首先分析了输电线路发生的故障，接着阐述了输电线路故障的定位方法，分析了影响输电线路故障定位技术的因素，最后提出了输电线路行波故障定位方案，该方法可以有效定位输电线路的故障，减少检修时间，保证电力系统的稳定运行。
参考文献：
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