基于固有频率的高压直流输电线路故障测距

高压直流输电线路故障行波测距摘要：当今，我国经济和电力工业正在高速发展，因此电力事业拥有着广阔的发展前景，而高压直流输电线路因同交流输电相比其运行电能损耗小、线路造价低等优点被陆续建立起来，但远距离输电线路规模增加，发生故障后产生的危害越加严重。

针对及时准确排除输电线路故障以及各种隐患等问题，让生产和生活尽快恢复，减少损失，需要寻找一种快速、准确的线路故障测距方法，关键词：高压直流输电；故障测距；MATLAB/Simulink；行波前言在我国经济和电力工业高速发展的大背景下，电力事业前景一片光明。

应用越来越广泛的直流输电技术是目前世界上技术水平最先进、最成熟的输电技术，且是区域电力市场有形基础的重要组成部分，而被陆续建立起来[1]。

但随着直流输电系统电压等级和输送容量在不断提高，远距离输电线路规模增加，发生故障后产生的危害越加严重，可能会引起大面积停电，产生的影响不可估量[2]。

所以，为了能够及时准确定位故障点，准确排除HVDC输电线路故障，让生产和生活尽快恢复，减少损失，需要寻找一种快速、准确的线路故障位置定位方法，这对维护整个电力系统的安全、稳定和经济运行具有非常重要的意义。

行波测距法定位速度快、测距精度高，是基于暂态行波理论产生的，被广泛应用于HVDC输电线路中。

但暂态行波信号是一种非平稳信号，提取波头仍然是一个难点，行波测距的精确性会因处理信号不好而大大降低[3]。

1 故障测距的方法及原理1.1 常规故障测距方法故障录波分析方法是通过记录故障时获得的各种电气量，经过技术人员的综合分析，得到故障位置。

借助计算机技术和人工智能技术，故障录波分析方法可以实现自动化。

但是，此方法受到系统阻抗和故障点过渡阻抗的影响，会导致故障位置测距的精确程度降低，工程实用性效果不好。

1.2 行波故障测距方法A型测距的原理：把故障点产生的初始暂态行波传输到线路一端的测量点时间记录下来，然后测量行波在故障点和测量点之间来回传播一次，并再次到达测量点的时间，就可以使用这两次时间之间的时差和行波速度来算出测量点与故障点间的长度[4]。

基于行波固有频率配电网混合线路故障测距浅析摘要：行波固有频率配电网混合线路故障测距技术是一种新的检测方法，它利用了分布式通信与处理系统中各种信息传输手段和传输方式，实现对配电设备运行状态实时监测，为供电部门提供准确可靠的数据。

本文基于行波固有频率对配电网混合线路故障测距进行分析，以供参考。

关键词：行波固有频率；配电网；混合线路；故障测距引言：本文主要探讨了基于行波固有频率的配电网混合线路故障测距方法。

文章首先介绍了行波固有频率测距原理，然后分析了配电网混合线路故障的特点，并提出了混合线路故障测距方法。

最后，结合实际应用，探讨了行波固有频率测距的应用效果。

本文的研究结果对于提高配电网故障定位的精度和效率具有一定的指导意义。

1行波固有频率测距原理行波固有频率测距原理是一种基于行波传播特性的故障测距方法，其原理是利用线路上行波的固有频率来计算故障距离。

行波固有频率是指线路上传播的行波信号在固有长度上所具有的频率特性。

通过测量故障点前后的行波固有频率，可以计算出故障点的距离。

行波固有频率测距原理的核心是对行波的固有频率进行测量。

该方法需要在线路的两个端点分别发射行波信号，并在线路上的不同位置采集行波信号。

通过对行波信号的频谱分析，可以得到行波的固有频率，从而计算出故障点的距离。

行波固有频率测距原理的优点是测距精度高、可靠性强、适用范围广。

该方法不受线路参数和负载变化的影响，因此可以在不同的工况下进行故障测距。

同时，该方法的实现也比较简单，只需要对行波信号进行频谱分析即可。

总之，行波固有频率测距原理是一种有效的故障测距方法，可以在电力系统故障诊断和维护中得到广泛应用。

2配电网混合线路故障特点随着我国经济快速发展以及人民生活水平不断提升，人们越来越关注供电质量与安全保障。

但是，由于各种社会原因，使得传统配网管理方式不能满足现代城市用电需求，无法实现“保一方平安”的目标。

与此同时，配电系统也存在着许多安全隐患。

高压输电线路的故障测距方法摘要：对高压输电线路进行精确的故障定位，是确保电网安全、稳定的重要手段。

对国内外的故障定位技术和国内外的研究状况进行了较为深入的探讨。

按每一种测距算法所使用的方法，将其划分为两种类型：一种是故障解析法，另一种是行波法。

在简要地阐述了失效分析方法的基础上，着重分析了行波法中行波获取、波头识别、波速确定、单端行波、多端行波定位的方法。

最后，归纳了目前尚待进一步研究和探讨的问题，并分析了几种不同的测距方法的优势及其问题。

并对各种测距方法的使用和限制进行了分析。

并指出了高压输电线的故障定位技术和应用前景。

关键词：高压输电线路；故障测距；行波法：故障分析法引言：根据线路模型、测距原理和测距装置的不同，高压线路的故障测距方法有很多种。

当前，根据距离测量的基本原则，将高压输电线路的故障定位方法划分为两种。

其中，故障检测方法是根据现场检测到的工频点电压、电流信号等资料，对故障点的位置进行分析和计算。

行波法是通过行波传播原理来检测输电线的故障位置。

行波法适用于高压线路，缺点是线路复杂，分支多，在配电网中较短的线路很难识别故障的波头和波阻抗变化。

然而行波法投资少、可靠性高、测距准确，是目前公认的电力线路测距最准确、适用范围最广的一种故障测距方法。

一、高压输电线路的故障测距概述在电力系统运行时，发电站向周围居民提供电力，而发电站所提供的电力并不只是用于附近居民，而是为了更大范围的需求，因为电力要长距离传送，所以必须采用高电压传送，而非常规导线。

高压传输线可分成两类，即电缆输电线路和高架输电线路。

电缆传输线不占用任何地方，位于地下，而架空传输线则位于高空。

在高电压输电线的故障定位中，测量精度的高低将会对电力网的正常工作产生很大的影响。

在测量时，利用测量中所得到的绝对和相对误差，来确定距离的最终结果，使其误差降到最低，并用比较的方法测量出故障的距离。

在实际应用中，由于环境条件、技术手段、经济条件等因素的影响，故障测距存在一定的误差标准。

高压输电线路故障测距方法摘要高压输电线路是电力系统的重要组成部分，它与工农业生产和人们的日常生活密切相关，快速准确的对输电线路进行故障测距，不仅对及时修复线路和保证供电可靠至关重要，而且高压输电线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一。

因此，输电线路故障测距一直是电力工程界中研究的重点和难点问题。

本文在就高压输电线路故障测距的方法进行了分析总结。

关键字：高压；输电线路故障；测距目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2对故障测距装置的基本要求 (1)1.3故障测距的发展简史、现状 (2)1.4本论文的主要工作 (4)第二章故障测距方法分类及其优缺点比较 (4)2.1引言 (4)2.2阻抗测距方法 (5)2.2.1利用单端数据的阻抗测距方法 (5)2.2.2利用双端数据的阻抗测距方法 (7)2.3行波测距方法 (9)2.3.1早期的行波法 (9)2.3.2现代行波测距 (10)2.4各种方法比较及其存在的问题 (12)2.4.1各种方法的比较 (12)2.4.2各种测距方法存在的问题 (13)2.5本章小结 (14)第三章输电线路的模型及其故障测距相关理论 (15)3.1引言 (15)3.2输电线路的数学模型 (15)3.2.1R－L模型 (15)3.2.2 型线路模型 (15)3.2.3分布参数线路模型 (16)3.3测距模型的建立 (16)3.4由过渡电阻引起的误差分析 (17)3.5相模变换 (18)3.6数字滤波 (19)3.7本章小结 (22)第四章输电线路单端故障测距新方法 (23)4.1引言 (23)4.2测距的基本原理 (24)4.2.1输电线路故障测距模型 (24)4.2.2故障附加网络 (24)4.2.3故障附加状态故障电压沿线分布 (25)4.2.4故障测距原理 (26)第五章结论与展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章绪论1.1 引言高压架空输电线路是电力系统的重要组成部分，它担负着输送电能的重要任务，是发电厂和终端用户的纽带，同时也是整个系统安全稳定运行的基础。

高压直流输电线故障测距方法发布时间：2022-06-26T01:48:13.362Z 来源：《中国电业与能源》2022年第4期作者：张迪[导读] 近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。

我国煤炭资源和风能、水能等可再生能源主要集中在西北地区张迪南方电网超高压输电公司昆明局云南昆明 650217摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。

我国煤炭资源和风能、水能等可再生能源主要集中在西北地区，而主要负荷中心却集中在“三华地区”。

能源的逆向分布使得我国制定了“西电东送”的战略方案，加快建设高压直流输电工程。

近几十年来，我国已建成了多个世界级的特高压工程。

高压直流输电系统因其传送容量大、传输距离远具有广阔的发展前景。

作为高压直流输电系统的重要组成部分，高压直流输电线路长度长达几千千米，跨越复杂的地理环境，极易发生短路故障，且多为瞬时性故障。

线路发生故障后对故障地点快速精确地定位，能减少巡线人员工作量，缩短故障切除时间，提高系统运行稳定性。

本文就高压直流输电线故障测距方法展开探讨。

关键词：高压；直流输电线；故障；测距引言国家现代化建设与发展为工程建设提出了新的标准，安全建设中的故障排除属于重中之重，它是电力工程功能的保障、也是安全的保障，需要给予高度重视。

输电线施工会面临诸多环境因素干扰，诱发施工问题，进而引起故障，新技术被引入和优化应用后，施工技术及故障处理的效率和质量都有显著提升。

1输电线路缺陷分类输电线路的缺陷分为三类,即本体缺陷、附属设施缺陷和外部隐患三大类。

第一，本体缺陷。

本体缺陷是指组成线路本体的全部构件、附件及零部件，包括基础、杆塔、导地线、绝缘子、金具、拉线和接地装置等发生的缺陷。

第二，附属设施缺陷。

附属设施缺陷是指附加在线路本体上的线路标识、安全标志牌以及各种在线监测装置、防鸟刺等装置。

第三，外部隐患。

外部隐患是指外部环境变化对线路安全运行构成威胁的情况，如在线下及防护区违章建房、违章施工、违章树木等。

高压直流输电线路故障测距研究发布时间：2022-08-25T03:11:53.138Z 来源：《建筑创作》2022年第1月第1期作者：梁金录[导读] 直流输电具有长距离“点对点”输电的特点，且跨越地区的地形地貌、环境气候差别很大，造成了直流输电线路的运行环境相较于交流线路更为复杂梁金录宁夏回族自治区电力设计院有限公司宁夏银川750004摘要：直流输电具有长距离“点对点”输电的特点，且跨越地区的地形地貌、环境气候差别很大，造成了直流输电线路的运行环境相较于交流线路更为复杂，是直流输电系统中故障率最高的部分，其故障形式主要是雷击、污秽、树枝等因素导致的接地和闪络，且９０％以上为瞬时性故障。

直流输电线路保护装置检测到故障后启动，到达定值后向控制系统发出故障重启命令，测距装置则利用故障后至重启前这段时间的数据进行故障定位。

关键词：高压直流输电；故障测距；行波法；固有频率法；故障分析法引言对于HVDC输电系统来说，直流输电线路故障类型主要有单极线路对地故障、两极线路短路故障以及两极线路短路接地故障。

大量资料表明，目前对于直流输电线路故障测距方法的研究主要是基于单极线路对地故障开展的，而对双极线路故障很少涉及。

虽然双极同时故障很少发生，但一旦出现，系统就会甩掉所有负荷，而且它很有可能是永久性故障，危害性极大。

因此，对直流输电线路两极故障的研究是很有必要的。

本文将从两极线路短路接地故障测距的分析入手进行两极故障的研究。

1基于行波保护的故障测距原理行波保护，是一种利用故障状态下暂态行波本身带有的故障点信息来实现对输电线路保护的一种有效方法，被认为是高压直流输电线路保护中最主要、有效保护方法之一，具有保护动作精确度高，动作迅速敏捷等特点。

基于行波原理的故障测距就是在行波保护方法基础上发展起来的，其实现故障测距的基本原理是：对暂态行波的波头（或反射波波头）到达测量点的时间和波速进行精确计算，进而计算出故障发生的具体位置。

高压输电线路的故障测距方法摘要：分析故障测距的要求及现状,提出高压输电线路的故障测距的几种方法。

内容包括双端同步测距法、行波法、故障分析法、数字滤波算法、智能化测距法。

关键词：高压输电;故障测距;行波;数字滤波;为了满足企业与客户的要求,输电形式已经逐渐转变为高压输电甚至超高压输电。

因为电能的输送是由高压电线路负责,所以其直接影响着整个电力系统的运行稳定性和安全性。

高压输电线路多数会通过空旷地区,其涉及面较广、自身距离较长,所以恶劣天气易对其造成影响,出现破坏或短路的现象。

另外,高压线路经过区域较为荒芜或区域不发达,也会在一定程度上为检修与判断故障带来难度。

所以,在进行故障分析时,选用正确的方法,对企业的进一步发展有着至关重要的意义和促进作用。

1 故障测距的要求与现状发电厂在电网工作中会给周边的人们发出需要使用的电,不单单如此,为了满足更多需求,还会将电传送到更远的地方,在此过程中,普通电线是无法传输的,需要高压输电线路输送电。

高压输电线路分为两种架空输电线路和电缆输电线路。

电缆输电线路是设置在地下的,其不会占用空间,而架空输电线路是在空中悬挂的。

因为在分析高压输电线路故障测距过程中,会对电网系统的运行造成一定的影响,所以,在故障测距中应保证高压输电线路故障测距时的准确度,经过故障测距,对其中存在的相对误差和绝对误差进行计算,然后确定测距的数据,对误差进行最大程度降低,在衡量故障测距是否准确时,可使用对比的计算法来进行。

在实际故障测距过程中,会受到经济条件、技术手段以及环境因素的影响,所以,故障测距有一些误差标准,对于其规定的范围,只要测距误差没超出,就满足了故障测距精确度的要求。

但是为了进一步提升高压输电线路故障测距的精确性,还应加大分析对故障测距准确性影响的力度。

工作人员在开展电力系统工作时,对于高压输电线路的故障测距都十分重视,与电网工作中高压输电线路故障测距的重要性息息相关。

当前电子产品在二十一世纪的今天应运而生,在各个领域和行业普遍应用了计算机技术,技术人员在电力系统中进行故障测距算法中也充分利用了计算机,对于这项任务,多数专业技术人员已经应用到了现场中,并对此进行了深入的研究与探讨。

高压输电线路的故障测距方法【摘要】近年来，我国的电力行业在不断的发展，特别是我国的高压输电发展十分迅速，在高压输电线路中，对于故障的测距方法研究十分重要，可以不断的提高其故障测距方法的提高，确保高压输电的安全。

【关键字】高压输电，线路，故障测距，方法一、前言本文笔者从故障测距的要求及现状开始研究，探讨故障测距的基本方法，希望对该领域的研究提供一定的借鉴。

二、故障测距的要求及现状分析在电网工作中，发电厂将发出的电供给给周边的人们使用，但是发电厂发出的电不仅仅要供周边人使用，还要将电传送到许多更远的地方，用来满足更多的需要，由于需要将电输送到很远的地方，这就需要使用高压输电线路进行电的输送，而不是普通的电线传输。

高压输电线路分为电缆输电线路和架空输电线路两种。

电缆输电线路不占空间，它是设置在地面以下的，架空输电线路是悬挂在空中的。

由于高压输电线路的故障测距分析会直接影响到电网系统的运行，因此，在对高压输电线路进行故障测距时，要保证测距的准确性，这也是故障测距中的最基本的要求之一，通过在故障测距中计算出的绝对误差和相对误差，来最后定下测距的数据，最大程度上减少它的误差，用对比的计算法来衡量出故障测距是否准确，在实际工作中，故障测距会受到环境条件、技术手段以及经济条件上的一些影响，因此在故障测距中都有一定的误差标准，只要测距误差在这个规定误差范围之中，就达到了对故障测距的精确度的要求。

要使高压输电线路的故障测距更加精确，最重要的任务是找出影响故障测距准确性的因素。

在电力系统的所有工作中，工作人员普遍都十分重视高压输电线路的故障测距，这也是跟高压输电线路的故障测距在电网工作中的重要性直接相关的。

21世纪的今天，电子产品应运而生，计算机技术普遍应用到了各个行业，各个领域，在电力系统中，技术人员也将计算机尽可能的在故障测距算法中得到利用，已经有大量的专业技术人员将这项任务应用到现场中，做出了一些探讨与研究。

三、高压输电线路故障测距方法研究1、故障分析法（一）利用单端数据的故障分析法利用单端数据的故障分析法包括阻抗法、电压法和解方程法。

高压输电线路行波故障测距技术及应用探究摘要：高压输电线路是电力系统的重要组成部分。

快速、准确地故障测距，可以及时发现绝缘隐患，及早采取防范措施，提高运行的可靠性并减少因停电而造成的巨大综合损失。

进一步研究输电线路的行波故障测距，对于提升故障测距的精度，保证电网稳定运行仍具有重要意义。

关键词：输电线路行波故障测距高压输电线路的准确故障测距是从技术上保证电网安全、稳定和经济运行的重要措施之一，具有巨大的社会和经济效益。

输电线路行波故障测距与传统的工频量测距方式相比具有明显的优势，但同时由于受一些干扰因素影响，导致目前的行波故障测距仍存在诸多问题。

为了及时发现绝缘隐患，采取防范措施，保障电力系统运行的可靠性，就必须寻找一种快速、准确的故障测距方法，及时找到高压输电线路的故障点。

1.行波法故障测距的原理及分类近年来，全国电网逐渐升级换代，变电站容量不断增大，作为各变电站间能量传输的通道，高压输电线路在电力系统中地位显得越来越重要，高压输电线路的可靠性相对整个电网的安全运行也具有越来越重要的作用。

随着电压等级从超高压到特高压不断发展，电力系统对电网安全运行的要求越来越高，输电线路发生故障后的影响也将会越来越大，对线路修复的准确性和快速性也提出了更高的要求。

准确快速的故障测距可有效帮助修复线路，保证线路可靠供电，从而保证整个电网的安全稳定运行，最大程度降低线路故障对整个电力系统造成的威胁，以及对国民经济和人民生活带来的综合损失。

行波即线路中传播的电磁波。

当输电线路发生故障时，故障点处会产生从基频到很高频率的暂态行波，暂态行波沿输电线向两端传播，在线路末端母线、故障点等波阻抗不连续的点处会发生反射和折射。

经过反射和折射行波的极性会发生改变，频率会发生突变，根据这些变化量可以测量出行波到达这些点的时刻。

利用线路长度，行波到达测量点的时刻以及行波传播的速度可以计算出故障点所在的位置。

按照检测行波的方式，将行波测距法分为四类，A型、B型、C型和D型。

±800kV特高压直流输电线路行波故障测距的应用摘要]输电线路在电力系统中故障率较高，准确的故障定位技术对于电力系统的安全、可靠、经济运行具有重要作用。

利用先进的线路行波故障测距精确地确定故障点距离，具有先进性、精确性、便捷性、免维护等特点。

关键词：±800kV特高压直流输电；行波测距；应用分析0 引言特高压输电线路是电力系统的大动脉。

线路故障的准确定位不仅有利于及时修复和快速恢复送电，且对整个电力系统的安全稳定和经济运行都十分重要。

因此，故障测距装置定位的准确性非常重要。

当线路故障时，故障点将产生向两侧母线运行的行波，行波信号是一种高频暂态信号，有丰富的故障信息，正确识别和提取其中的故障信息，可构成超高速动作的行波保护并实现精准故障测距。

1 直流输电线路行波故障测距基本原理行波故障测距基本原理可分为A型和D型，其中A型为单端测距，D型为双端测距。

目前，在实际应用中将D型作为主要测距原理，将A型作为辅助测距原理。

两种原理配合使用，才能获得最佳的测距效果。

1.1 D型行波故障测距原理D型原理利用线路内部故障产生的初始行波浪涌到达线路两端测量点时的绝对时间之差值计算故障点到两端测量点之间的距离。

如图1，设故障初始行波浪涌以相同的传播速度到达X端和Y端母线（形成各端第一个反向行波浪涌）的绝对时间分别为和，则X端和Y端母线到故障点的距离和可用公式表示为式中L为线路长度。

为了准确标定故障初始行波浪涌到达故障线路两端测量点的绝对时间，在线路两端均要安装行波采集系统。

两端行波采集系统中必须配备高精度和高稳定度的同步时钟，且需采用内置高精度授时系统的同步时钟实现精确秒同步，使两端系统的时钟误差不超过1us。

图1 输电线路故障暂态行波传播图1.2 A型行波故障测距原理A型原理可分为三种运行模式，即标准模式、扩展模式及综合模式。

①标准模式标准模式下的A型行波故障测距原理利用线路故障时在测量端感受到的第一个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离。