发表时间：2018-07-26T11:52:18.567Z 来源：《电力设备》2017年第35期作者：张瑞波刘志龙
脉动测速[导读] 摘要：目前，电网系统趋向于大区域联网，为提高电力传输功率，电力企业将高压直流输电线路作为重点建设对象，利用直流输电的方式，保障电网系统的稳定、安全。
（国网上海市电力公司检修公司上海青浦 201708）
摘要：目前，电网系统趋向于大区域联网，为提高电力传输功率，电力企业将高压直流输电线路作为重点建设对象，利用直流输电的方式，保障电网系统的稳定、安全。高压直流输电线路在运行中，同样存在故障，而且故障特征明显，所以必须采用有效的故障诊断技术，识别线路中潜在的故障，保护输电线路，保障电网高压直流部分的稳定性。
关键词：高压；直流输电线路；故障定位
一、研究高压直流输电线路故障定位技术的重要性
直流输电与交流输电不同，其具有送电距离远、输送容量大、功率调节容易电网互联方便以及线路走廊窄等特点。这就意味着直流输电线路在电缆供应、接入电网以及海岛供电等方面具有一定的应用优势。
由于我国的国土资源幅员辽阔，这就使得电能资源与负荷是呈逆向分布的。在此情况下，高压直流输电技术就得到了广泛的应用。随着科学技术水平的不断提高，人们对直流输电工程的建设要求越来越高。其中输电线路故障的定位，是提高高压直流输电线路运行安全的保证。据统计，直流输电线路运行系统是发生故障的主要元件，这就能够得出其实际作用的可靠性指标并不高。具体来说，一旦直线输电线路系统的运行遭遇了雷击、树枝以及污秽物问题。就会在很大程度上加长线路送电的距离，进而导致系统运行故障率的增加。因此，相关建设人员应在充分认识其作用重要性的前提下，加大对故障定位技术的研究，以促进我国进行供电系统建设的发展水平。
二、高压直流输电线路故障定位技术应用现状
直流输电线路优于交流输电线路主要体现在：能量集中的频带不同，而其他的物理本质均是相同的。这就意味着交流线路的部分故障定位原理也可以被直接应用于直流输电线路的分析。但就目前交通输电线路的市场环境来说，其故障定远的原理众多，而直流输电线路的故障定位原理则较为单一。具体来说，直流输电线路故障定位的装置大多采用行波原理。其实际作用就是通过构造多种原理的故障定位方法，来提高故障定位技术应用的可靠性。而故障分析法也是高压直流输电线路的故障定位技术之一，其主要按照电气量的来源分为单双端。这样一来，就可以根据输电线路系统的运行模型，将单端双端分为集中参数模型和分布参数模型。对于直流下路来说，其故障的定位原理主要集中在：输电线路较长且既具有明显的分布参数特性。由此可见，应用参数模型来对高压直流输电线路的运行故障进
行定位测算，有利于保证其精度。
三、高压直流输电线路故障
3.1雷击
抗干扰滤波器直流输电线路具有两个极，其所具备的电压极性是相反的，异性相吸、同性相斥，根据这一原则，电云容易向不同极性的直流极线放电，这样一来，对于直流输电线路来说，如果两个极处于相同的地点中，那么不存在这两个极同时遭受雷击的可能。一般来说，当直流输电线路遭受雷击时，时间是非常短暂的，在这一瞬间，直流电压会升高到一定的数值，随后在再下降，在电压升高的过程中，如果电压值超过了雷击处绝缘所能承受的数值，那么直流输电线路就会产生故障。
3.2对地闪络
在高压直流输电线路中，设置了许多的杆塔，杆塔配有相应的绝缘，高压直流输电线路是直接裸露在空气中的，自然环境中的雾、雪、树枝、污秽等因素都会对杆塔的绝缘产生不同程度的影响，当绝缘发生损坏，就会产生对地闪络现象。一旦发生对地闪络现象，就需要采取相应的措施来解决，如果未进行解决，那么熄弧就会变得困难。高压直流输电线路在运行的过程中，如果受到某种故障的影响，电压会突然发生变化，那么线路就会进行放电，进而影响高压直流输电系统，造成故障的产生。
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3.3其他故障
除了上面阐述的雷击及对地闪络故障之外，高压直流输电线路在运行的过程中，还会产生其他的故障，比如高阻接地、直流线路短线等。无论是哪种故障的产生，如果未进行妥善的解决，那么都会对高压直流输电系统产生影响。
四、直流输电线路故障定位建议
4.1故障分析方法的运用
①行波故障定位法提取故障行波时，有可能检测不到行波波头，而且波速也在变化；但是直流输电线路暂态过程中含大量的特征频率信号，研究利用固有频率的方法来避免行波波头检测的难题，利用故障距离和波速的曲线关系来克服行波波速变化的问题，从而提高测距精度。②故障分析法中分布参数模型在直流输电线路测距中应用很广，但是如果在此之前能对线路参数进行测量，测距精度将会有很大提高。③参数辨识的方法目前用于交流输电线路和VSC-HVDC中，在直流输电线路中应用较少，可以研究参数辨识在HVDC中的应用，构建故障定位原理，提高故障定位的可靠性和准确性。
4.2输电线路故障诊断与定位系统
提出的高压输电线路故障诊断与定位系统对高压交流输电系统进行故障测距分析。该系统包括故障诊
断、故障定位、故障通报、历史查询、短信通知、故障可视化6个模块。通过实时监测EMS采集的保护、重合闸、开关状态，当保护、重合闸、开关状态发生动作时系统通过与故障信息系统的接口，实时调用相关保护或录波文件将其存储于该系统的SQL数据库中，自动选取高压输电线路模型和算法进行故障诊断和故障定位计算，并将计算结果存入该系统的SQL数据库中，分析结果实时发布给调度人员通过短信发送给联系人来实现高压故障实时诊断和定位的目的。乙酸正丁酯的制备
该系统采用双端电压匹配法为依据计算故障点位置，算法中充分考虑了串补电容和并联电抗的影响。可自动匹配长线模型来描述高压线路，线路参数包括串联电阻、并联导纳，对所有参数的正序（负序）、零序值进行分析计算。故障位置确定后利用故障点的电流电压判断故障类型，同时根据故障点的电压和从线路流入故障点电流计算出各种故障类型下故障阻抗。
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系统中的故障定位模块支持IEEEcomtrade标准录波文件的存储和分析。故障信息多元化，包括故障距离、故障类型、故障阻抗信息等；故障波形图界面图形包括电压、电流、无功功率、有功功率，支持放大功能。整个系统可以自动计算出高压输电线路的故障位置、故
障类型并实时通告给操作人员。
高压输电线路故障定位与故障诊断系统精度控制在1%以内达到要求，故障类型全部判断准确。考虑故障电阻、并联电抗、线路参数、串补电容在内的系统计算精确度也达到要求。高压输电线路双端算法
依据线路两端的电压测量值进行分析计算，利用稳态分量并采用电压匹配法来求解准确的故障位置，克服了基于相量故障定位的弊端，准确度高，来自双端的数据不需要同步采样，引入同步相角差和故障定位可以同时解决。
结语
近年来，我国高压直流输电系统得到了快速的发展，由于直流输电线路比较容易发生故障，而且查故障比较困难，因此，本文对故障定位方法进行分析。在高压直流输电线路故障定位中，可以采用的方法为行波故障定位和故障分析法故障定位，通过对二者的分析可知，故障分析法故障定位的实用价值更高，应该在高压直流输电线路故障定位中大力的推广及应用，进而及时有效的解决直流输电线路产生的故障，保障高压直流输电系统的正常运行。
参考文献
[1]宋国兵，蔡新雷，高淑萍，张健康，李德坤，索南加乐.高压直流输电线路故障定位研究综述[J].电力系统保护与控制，2012.
[2]廖凯，何正友，李小鹏.基于行波固有频率的高压直流输电线路故障定位[J].电力系统自动化，2013.
[3]刘诚斌.关于高压直流输电线路的故障定位分析[J].科技视界，2015.
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作者简介
张瑞波（1981.04），男，上海松江，汉，大学本科，高级工程师，职员，高压直流输电，单位：国网上海市电力公司检修公司。刘志龙（1982.08），男，上海松江，汉，大学本科，高级工程师，职员，高压直流输电，单位：国网上海市电力公司检修公司。
