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摘要：输电线路是电力系统的重要组成部分，随着电网建设的日益完善，高压输电线路的故障对电力系统的安全运行构成严重威胁，针对电力系统故障诊断中含有大量的不确定信息和实时性要求高的特点。本文主要从输电线路自动故障诊断系统的优势出发，分析其在电力系统运行中的重要作用，实现电网维护和故障排除，保障供电的可靠性。
关键词：电力输电；输电线路；自动故障诊断；诊断系统
引言
输电线路故障定位一直以来受到相关人员的普遍关注，也是系统研究人员和电力设备制造商多年来研究的实际性问题。准确的故障定位对于发现故障所在点并及时进行修复是非常重要的，极大程度上影响着供电系统的可靠性以及对客户的服务效率的提升。受到多种因素的影响，当前形势下，这一领域仍然有待完善。输电线路自动故障诊断和故障定位实时发布系统的出现，最大程度的补充了当前这一领域的不足，通过该系统的有效应用，在发生故障时，系统能够自动对数据进行分析和归纳，并将分析结果以短信形式发送给调度人员，并且在地理信息系统上及时呈现出故障点的具体信息。调度人员通过该系统能够更加准确对故障情况进行诊断以便更加准确科学的进行修复和完善。
1输电线路概述
输电线路主要由铁塔、基础、导线、地线、金具、绝缘子等组成，构成组件的类型较少，但绝对数量较大，线路的任何一处出现故障都可能引起整条线路的停运，对电力系统的冲击巨大。随着经济和社会发展速度的加快，线路沿线污秽等级提升及鸟害影响造成的线路污闪问题日益明显。局部环境和微气象对线路安全运行的影响也是线路运行维护工作的重要难点。导线舞动和风偏所造成的危害也时有发生。对输电线路进行在线监测与故障诊断是提高电力系统可靠度的重要措施。通过各类在线监测装置及时评估线路存在的安全隐患并准确预警对输电线路的安全可靠运行具有重要意义。输电线路在线监测与故障诊断是在不影响输变电设备正常运行的条件下，对设备的电气、机械等状态参量进行连续或者分时检测，获取能表征设备电气及机械性能等运行状态的特征参量，并通过故障分析与诊断来评估设备的运行状态。
2自动诊断故障系统优势
自动诊断故障系统可实现远程监控线路运行状况，及时发现故障。自动故障诊断系统能够通过对电网进行实施监控，从而能够做到问题的及时发现和反馈。系统自身强大的功能可以直接分析电力系统数据，将出现线路问题的定位和问题严重程度进行判断后提供给相关工作人员作为参考，协助工作人员快速判断故障并给出相应的解决措施，尽快恢复输电线路的正常运行。此外，系统根据稳态数据对故障进行诊断，确定输电网络故障类型，若为线路故障时，将故障杆塔定位到卫星地图上，且以信息窗的形式显示具体故障信息。一旦出现故障，系统可以及时发出预警信号，将处理方式、波及范围、影响程度以及故障发生时间、地点告知维护人员，使其能够在第一时间赶到现场，对电路进行专业且全面的检修，确定故障的源头，并迅速拟定抢修方案，从而保证供电的稳定性及持续性。
3输电线路自动故障诊断系统研究
3.1故障可视化模块
故障可视化系统能够对地理信息系统技术及其他相关技术进行有效的运用，进而通过一系列数据推导出故障距离以及故障塔杆的具体位置和塔杆号，促进故障展示的多样化和形象化，有助于调度人员更加直观的对故障所在地点进行认知。在某些方面也促进了调度人员工作积极性和丰富性的提升。
3.2故障诊断模块
故障诊断模块支持输电线路、母线和主变故障分析和诊断功能，可以实现IEC60870-5-104通信规约与EMS系统的无缝连接，通过获取的开关、保护信息判断重合闸信息，分析诊断结果以XML格式对外发布，并触发故障定位系统对故障进行分析计算，最后生成短信内容。该模块具有较好的响应速度，从接收到开关跳闸信号到结果生成响应时间只需10s。
3.3故障定位模块
进行故障定位的过程中，存在着多样化的算法，以应对不同类型的输电线路，从而有针对性的进行更加准确可靠的计算。我国当前的输电线路包括双电源线路、长线路等多种，为设备的有序工作提供重要功能。故障定位模块在分析方式上，主要进行实时在线分析和事后分析。故障定位模块具有提供彩色电压、电流波形绘制功能，且波形图能方便的复制到常用文档。支持向量图绘制功能，并显示电压向量、电流向量、单相有功功率、单相无功功率、三相有功功率、三相无功功率计算结果。
3.3.1实时分析模块
系统发生故障时能够自动匹配同一条线路不同端的故障文件，并采用先进算法进行故障定位分析，且多端故障定位能够自动补偿非同步采样所带来的计算误差。系统支持IEEEComtrade标准格式的故障录波数据文件的分析和存储。能兼容不同生产厂的故障录波文件，能处理多段不同采样频率的故障文件，对波形曲线可进行各种变换，如放大缩小、拉伸压缩、任意颜色显示、多线同轴、单线缩放等。具有多种故障信息，如故障距离、数据转换模式、故障阻抗、故障距离再计算功能等。
3.3.2事后故障分析模块
对于整体故障定位模块来说，事后故障分析也发挥着不可或缺的作用。事后故障分析模块通过对故障定位结果的重新计算，在保证精准度的同时，也促进了用户对于该模块的有效应用，即通过该模块用户可以任意选择故障时间、类型，以满足自身实际需要。
3.4远程控线
自动诊断故障系统可实现远程监控线路运行状况，及时发现故障。自动故障诊断系统能够通过对电网进行实施监控，从而能够做到问题的及时发现和反馈。系统自身强大的功能可以直接分析电力系统数据，将出现线路问题的定位和问题严重程度进行判断后提供给相关工作人员作为参考，协助工作人员快速判断故障并给出相应的解决措施，尽快恢复输电线路的正常运行。此外，系统根据稳态数据对故障进行诊断，确定输电网络故障类型，若为线路故障时，将故障杆塔定位到卫星地图上，且以信息窗的形式显示具体故障信息。
4故障定位算法
由于同一条线路可能会有两到三段不同型号的导线组成，有的线路甚至会有多达四五段不同型号的导线。这种情况下传统的故障定位方法暴露出了明显的缺陷，针对非均匀线路的特殊算法可以克服传统算法的不足，大大提高测距准确度。在非均匀线路的特殊算法中，首先将非均匀线路等效成均匀线路并对故障位置进行初步计算，然后再根据非均匀线路的具体结构参数计算出精确的故障位置。此外，对辐射型非均匀线路和环网非均匀线路分别进行了处理。为了解决长线路故障定位技术计算精度不高的问题，提出一种多端线路故障定位的混合型方法，该故障定位方法基于采样数据和相量，而这些数据能够非常容易地从保护装置和故障录波装置获取到，这一新的方法将相量与详细的长线数学模型综合考虑，称为混合型方法。混合型方法的优势在于成本低而且精确度高。大量仿真测试和现场运行经验表明混合型方法克服了现有的基于相量的故障定位方法的弊端，并提供了精度更高的故障定位结果。
结语
总之，输电线路是电力系统的核心组成部分，输电线路故障的及时诊断、排查，极大的保障了电力系统的安全稳定运行。电网运行中，输电线路自动故障诊断和故障定位实时发布系统对故障进行了有效计算，并通过短信和故障可视化的形式对故障进行展示，故障可视化系统能够查询到故障信息，方便管理人员快速查找故障，提高供电可靠性。
参考文献
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