66kV输电线路故障定位技术的研究 滕永阁

66kV输电线路故障定位技术的研究滕永阁

发表时间：2019-04-29T16:20:17.357Z 来源：《基层建设》2019年第4期作者：滕永阁

[导读] 摘要：电力行业一直都非常重视输电线路故障点定位问题。

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摘要：电力行业一直都非常重视输电线路故障点定位问题。随着电力系统的不断发展，超高压、长距离输电线路越来越多，线路故障点的准确定位更彰显其重要性。为减少线路寻查的工作量，缩短故障修复时间，节约大量的人力、物力，提高供电可靠性，减少停电损失，加强并提高系统运行管理水平，迫切需要在系统发生故障时能准确查找故障点。本文就66KV输电线路故障定位技术进行研究，对提升和促进输电线路故障定位技术的应用水平具有一定借鉴意义。

关键词：66KV输电线路；故障；定位技术

随着我国工业化进程的推进，电力产业已经日益成为国民支柱产业。输电线路是电力系统中最重要的组成部分之一，承担着将电能输送至各用电场所的重任，而高压输电线路通常输电距离非常远，分布范围很广，所经过的区域又有着非常复杂的地理环境和自然环境，容易出现故障。高压输电线路是电力系统的命脉，随着馈线的增多，电容电流不断地增大，长时间的运行就易使故障区域扩大，引起全系统的过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。输电线路的故障定位能够快速准确地确定故障位置，有效指导现场巡线工作，及时修复故障，恢复供电，而且能够及时发现线路的薄弱环节和潜在隐患，提高输电线路运行的可靠性。快速准确的故障定位对于电为系统的安全稳定和经济运行具有重要意义。

一、66KV输电线路的故障类型介绍

要对输出电线路的故障位置进行准确定位，首先需要了解常见故障类型。以下为输电线路常见故障类型：

1、永久性故障，此类故障是指一个或者多个导体对地以及导体之间的短路故障。这种故障多产生于外力，如风暴、施工、地震等，对输电线路造成严重的机械性损害。发生此类故障时，不可能成功地进行重合闸。

2、瞬时性故障，这类故障多属于因雷电等过电压而引起的闪络，也可能因树枝或鸟类造成短时间导体对地或导体之间的接触。发生此类故障时，不会造成致命性的绝缘伤害，可以成功地进行重合闸。在部分地区由于地形复杂、气候条件多变，闪络等瞬时性故障占90％～95％，这类故障造成的局部绝缘损伤一般没有明显痕迹，给查找带来极大困难。

3、绝缘击穿，此类故障多因输电线老化、冰雪，使之瞬时性过电压闪络破坏、污秽等原因而造成线路的某一点绝缘性能下降。在低电压情况下不会产生故障状态，在正常运行的电压情况下，会导致绝缘击穿，造成短路，并且重合闸不成功，故障切除后没有明显被破坏的迹象。

4、隐性故障，该类故障是在发展到瞬时性闪络或是输电线击穿导致永久性故障之前，一般不可测。它不妨碍电力系统的正常运行，但会缩小输电线路绝缘因承受电压冲击所设计的余量。此类故障即指一般的绝缘性老化，在正常的电压情况下不击穿。常规讨论的高压输电线路故障类型一般针对前三种。依据故障的基本形式，可将高压输电线路故障分为三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路和断相故障，多回线高压输电线路则还存在着跨线故障。大量的现场统计数据表明：在高压电网中，短路故障为电力系统中出现次数最多，危害也最严重，而单相接地故障的次数又占所有短路故障次数达83％以上。

二、66KV输电线路的故障定位方法

1、端点测量法，该方法是利用在线路端点处测量故障信息来进行故障定位的，可分为阻抗法和行波法。

2、信号注入法，其故障定位原理是：在线路发生故障后，向系统注入一个频率在次谐波与 +1次谐波中间的信号电流，并通过检测、跟踪该信号实现故障定位的。

3、区段定位法，该方法是利用户外的故障探测器检测故障点前后信息的差别来确定故障区段的。其故障定位原理是：在高压输电线路的主要节点处安装上故障探测器，通过汇总和分析探测到的故障信息来实现故障的区段定位。目前，户外的故障探测器可分为两种，即：线路FTU和线路的故障指示器。

4、智能法，该方法包括分别基于专家系统和神经网络的故障定位方法。专家系统故障定位的原理是：建立在人工智能和专家经验知识的基础上，利用启发式的知识来实现知识处理和故障定位的；神经网络故障定位的原理是：系统在通过对样本学习训练的基础上获取知识并实现故障定位的。

三、输电线路常用故障定位方法的不足

1、阻抗法，该方法基于假设的条件为：三相完全对称；工频基波量；不考虑过渡电阻、传感器特性、故障暂态谐波、系统参数及线路参数等因素的影响。因此，该方法存在两个主要问题：一是测量精度较低。它受线路结构不对称、电流互感器误差、故障点过渡电阻、故障类型和对端负荷阻抗等因素的影响较大，适应能力较弱；二是它不适用于带串补电容线路、直流输电线路、某些同杆双回线路以及T接线路的故障定位，在处理闪络故障和高阻接地故障时精度不高，只适合结构较简单的线路。

2、行波法，电力系统中的高压输电线路一般看作为均匀分布参数的电路，由于存在分布电容和分布电感，当线路中发生故障时，故障点产生的行波会向线路的两端传播。如果在传输的过程中输电线路的波阻抗和参数发生变化，那么行波将会发生折射和反射现象。虽然行波法故障定位的精度和可靠性在理论上不受故障电阻、两侧系统及线路类型的影响，但在工程实际中却受到很多因素的制约，需要进一步解决。行波法存在的主要问题如下：1）要准确提取暂态行波分量。2）识别与标定故障点的反射波。3）标定故障初始行波的到达时刻。4）确定波的速度。

3、信号注入法，主要是利用主动式的向线路注入一个信号来实现故障定位，不受消弧线圈影响，无需安装零序电流互感器。但在实际电网应用中存在如下缺点：1）注人信号强度受电压互感器容量的限制。2）电力系统的负荷种类较多和非线性特性对电网造成的污染，使得电网中存在着接近注入信号频率的信号，对信号的测量造成干扰。3）接地点存在间歇性的电弧现象会使线路中注入的信号不连续并且破坏其特征，给故障定位带来困难。当接地电阻很大时，线路上的分布电容将对注入的信号进行分流，干扰线路的故障定位。4）寻找故障点的时间较长，在此期间有可能引发系统的第二点接地，造成线路的自动跳闸。

4、区段定位法，该方法易受信号干扰和传播衰减的影响，对具体线路的不同情况需要进行修正后才能得到结果，且只能确定故障的区段，无法获得故障的具体位置。该方法在小电流接地故障检测方面效果不是很理想，线路FTu只适合实现了配电网自动化的线路，由于实现