輸電線路在運(yùn)行中易受到自然災(zāi)害及人為損害,再加上供電設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),運(yùn)行過程中易發(fā)生短路和斷線故障, 因此快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出故障點(diǎn),可以減輕巡線負(fù)擔(dān),加快線路恢復(fù)供電,減少因停電造成的綜合經(jīng)濟(jì)損失。
1 常規(guī)故障測(cè)距存在的問題
1.1阻抗法存在的問題。阻抗法是把測(cè)量端到故障點(diǎn)之間的阻抗值代人特定的方程進(jìn)行測(cè)距求解,該方法簡(jiǎn)單方便,但受以下因素的影響。
(1)分布電容。阻抗法一般采用集中參數(shù)的線路模型,不計(jì)線路分布電容的影響,但分布電容會(huì)隨著線路長(zhǎng)度的增加而增加,從而影響測(cè)距精度。為了提高測(cè)距精度,就必須考慮分布電容的影響,為此在計(jì)算測(cè)量阻抗時(shí),必須采用分布參數(shù)模型,但此時(shí)相應(yīng)的算法會(huì)出現(xiàn)求解困難。(2)暫態(tài)故障分量。阻抗法建立在工頻向量的基礎(chǔ)上。但故障線路中除了工頻分量外還含有大量的諧波分量和衰減的非周期分量,這些諧波分量和非周期分量會(huì)影響阻抗法的測(cè)距精度。為了提高測(cè)距精度,就必須設(shè)計(jì)高性能的數(shù)字濾波算法, 以削弱暫態(tài)故障分量的影響,但完全消除這些暫態(tài)故障分量的影響有一定困難。(3)線路結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。阻抗法用于三相線路故障測(cè)距時(shí),需要根據(jù)故障類型的不同, 選擇合適的對(duì)稱分量來構(gòu)造測(cè)距算法,而實(shí)際的輸電線路是不對(duì)稱的。所以,當(dāng)線路中的某一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),故障點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)之間的各相參數(shù)是不對(duì)稱的,從而導(dǎo)致測(cè)距誤差,而消除線路不對(duì)稱帶來的影響也是很困難的?;谝陨显颍M管研究出了許多補(bǔ)償方法,但實(shí)際測(cè)距效果并不理想。
1.2 單端行波法存在的問題。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),故障點(diǎn)產(chǎn)生的電流行波會(huì)在故障點(diǎn)和母線之間來回反射。單端法通過在母線處檢測(cè)故障初始行波脈沖和由故障點(diǎn)反射回來的行波脈沖的時(shí)間差測(cè)距,其測(cè)距的關(guān)鍵是故障行波分量的準(zhǔn)確提取,并且準(zhǔn)確地求出故障初始行波到達(dá)測(cè)量端與從故障點(diǎn)反射回到測(cè)量端的時(shí)間差。然而故障電流行波會(huì)透射到同一母線的其他線路上,從測(cè)量端折射的行波分量經(jīng)一定時(shí)間后,又會(huì)從測(cè)量點(diǎn)折射回故障線路。因此,單端測(cè)距的最大問題是如何區(qū)分故障點(diǎn)反射的行波和從對(duì)端母線反射的行波1。
2 雙端行波測(cè)距法
輸電線路接地故障后,產(chǎn)生的暫態(tài)電流行波和電壓行波將向母線兩側(cè)傳播,只要準(zhǔn)確地檢測(cè)出故障初始行波分別到達(dá)母線檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)刻,就可以測(cè)出故障位置,這就是雙端行波測(cè)距法。當(dāng)線路MN 內(nèi)部F點(diǎn)發(fā)生單相接地故障時(shí),故障點(diǎn)暫態(tài)行波將向M端和N端傳播.