摘要:随着输电网的快速发展，电网安装的无功补偿装置以及柔性交流输电装置和相关清洁能源并网应用使得电网整体呈现动态化，对当前既有的故障定位方式有很大影响。加强对高压输电故障定位技术的研究，对于电网安全稳定运行有着重要作用。因此该文对高压输电线路故障定位技术及应用相关方面进行分析。
关键词:高压输电线路;故障定位技术;电网运行
引言：中国电网的开发结构很复杂。电力公司基本上计划在2020年之前建立安全可靠、清洁环保的智能电网系统。智能电网开发计划使电力系统进入跨区域大电网时代。中国电网为解决能源供应问题作出了巨大努力，积极建立了高压电骨干网络。随着超高电压项目的建设，在电网中设置高电压直流输电装置和清洁能源等各种控制装置，使电网变得动态。用户对电网安全经济运作的要求增加。受自然情况的影响，电力系统故障无法及时判断和处理的情况增加，可能会给国民经济带来巨大损失。大规模停电事故的主要原因是，因为没有注意到电网运行的轻微故障，只能通过强化对电网的工作过程中的监视，能够采取迅速的对策，恢复应对故障的电源，确保电网的安全运作。高速准确的故障位置对电力系统的稳定工作具有重大意义。
一、高压输电线路故障定位技术概述
国内外大量专家致力于研究高压输电线路故障定位，研究 装置投入应用，为电力系统安全运行提供了技术保障。高压输 电线故障定位方法发展经历 4 个阶段。最早在电力系统实现输电线故障定位的仪器由静态电子构成模拟装置，故障录波器用胶片作记录载体，1935 年投入高压输电线故障定位器是指针仪表，早期高压输电线故障定位精度不高，二战后输电线路 故障定位技术发展加快。经过不断研究发展五六十年代，行波法被认为是理想的故障定位方法，20 世纪 70 年代中期后，微机型保护装置投运为故障定位技术发展提供了新的机遇。国 内外学者提出利用计算机进行输电线故障定位的方法，利用计 算机对电压数字信号计算处理得到故障点位，无法消除过度电 阻的营销，单端故障定位算法加入提高故障定位精度，出现了 大量计算机故障定位装置。20 世纪 80 年代后，随着继电器保护引入计算机技术发展，微机故障录波器成为故障定位主力， 为双端故障定位法的应用奠定了基础。随着 GPS 对民开放， 双端故障定位中所需高精度同步时钟条件有了保障，双端法故障定位中获取对端故障信息，故障录波快速发展，为采用双端故障电气量定位奠定了基础，采用双端故障电气量定位法结果优于单端法。现代行波法在故障定位原理，相关领域技术等方面取得了很多重大突破，产生了巨大经济效益［2］。近年来，高 压输电线故障定位法引入智能理论算法，分为神经网络与专家系统。优化方法、模糊理论等成果引入故障定位研究中。出现了许多智能技术间的交叉结合，国外有专家提出运用分布式光纤温度传感器，进行线路故障定位的方法，输电线故障定位法趋于智能化。
二、高压输电线路故障类型
电力行业是工业的基本动力，包括发电、输变电等环节，电能生产与消费同时进行，需要统一调度分配，电力行业任意环节出现故障会导致供电中断，造成巨大的经济损失［1］。我国电 力行业迅猛发展，影响系统安全运行的因素逐步显现，国内外发生大量高压输电线路故障诱发的系统瓦解事故，依据高压输电线故障发生的原因可分为永久性故障、隐性故障。永久性故障是多个导体对地基导体间的短路故障，外力对输电线造成机械性损害。瞬时性故障是因雷电等过电压引起闪络，可能因鸟类造成导体对地，发生故障可进行重合闸。绝缘击穿多因老化等原因造成线路绝缘性能下降，正常运行的电压绝缘击穿造成短路，故障切除后无明显破坏迹象。隐性故障发展到瞬时闪络不可预测，在正常电压下不击穿。依据故障形式可分为三相短路，两相接地短路与断相故障。单向接地孤航为电力系统出现次数最多的故障类型。
三、高压输电线路故障定位方法
高压输电线故障定位法在国内外专家努力下，取得大量有 价值的成果，故障定位精度受到很多因素影响。对目前故障定 位方法进行归纳，探索研究更优的方法实现精确的故障定位。高压输电线故障定位法可分为端点测量法、信号注入法、区段 定位法与其他方法。
端点测量法利用线路端点测量故障信息进行定位，阻抗法 故障原理是故障回路阻抗与故障点测量点距离成正比，计算测 量点阻抗与单位阻抗比值，得到故障点到测量点距离。单端法 无需通信得到广泛应用，可分为微分方程法与工频分量法，双 端法不存在系统误差，在电力系统应用得到很大发展。区段定 位法是利用探测器检测故障点信息确定故障区段，在高压输电 线节点处安装故障探测器，通过分析故障信息实现区段定位， 探测器可分为线路 FTU 与故障指示器［3］。
行波法定位原理是高压输电线发生故障相线路两端传播行波信号，测量暂态行波故障信号实现故障定位，分为单端法与双端法，通过测量故障点产生行波信号往返时间实现故障定位［4］。传统行波测距法案原理分为 ABCD 四类，A 型故障定位原理是测量故障点行波到测量点往返时间确定距离，B 型原理是借助测量故障点行波信号到达母线时间确定故障点位。C 型故障定位原理是 C 型测距装置发射直流脉冲，用高频脉冲往返时间进行故障定位。D 型定位原理是利用产生暂态初始行波到达母线时间差计算故障点距。
智能法包括基于专家系统与神经网络的故障定位法，专家系统原理是建立在专家经验基础上，实现知识处理与定位，神经网络定位原理是通过样本学习获取知识实现定位［5］。
四、高压输电线路故障定位方法对比
根据工程实际应用对输电线故障定位方法提出经济性、准确性要求，选出适合的高压电输电线路故障定位方法。常规法存在各种缺点，近些年大批专家不断研究，出现大量故障定位仪器，投入实际生产应用，有可行性高，操作方便等优点［6］。智 能法虽响应速度快，计算精度高，但研究刚起步，相关理论研究处于开发阶段，专家系统存在获取知识瓶颈问题，神经网络的缺点是难以通过硬件实现其功能。
具体定位法可通过电气量测量得到故障点位置，区段定位法中定位精度受到信号干扰，小电流接地故障检测按摩效果不理想，无法获得具体位置。馈线终端( FTU) 仅适合配电网自动化网络，无法大面积使用。端点法贯穿于输电线路故障定位法 发展，取得了丰富的现场实践经验，信号注入法利用主动向线 注入信号实现定位，不受消弧线圈影响，在实际应用中存在一 些缺点，信号强度受互感器容量限制，寻找故障点时间较长，可 能引发系统第二点接地造成自动跳闸。电力系统负荷种类多， 使得电网存在接近注入信号干扰信号测量。
阻抗法简单易行，但方法需要一定条件，包括工频基波量， 三相对称，不考虑过渡电阻，故障暂态谐波及线路参数等因素 影响。测量精度低，受线路结构不对称，故障点过渡电阻等因 素影响较大。不适用于带串补电容线路，同杆双回线路故障定 位，处理闪络故障时精度不高。
结语：
本文简要介绍国内外高压输电线故障定位方法。高电压传输线的故障位置的实现，与三维地理信息系统相结合，可以直观地显示现场的地形。先进的控制方法使故障定位法信息化研究成为新的热点。
参考文献:
［1］叶海宏．高压输电线路故障定位技术及应用［J］．中国新技术新产品，2018(23):71－72．
［2］佘彦杰，游丹，尚德，等．高压输电线路远程定位故障方法［J］．建材与装饰，2017(51):250－251．
［3］孙梦晨．基于电网运维多源数据的线路保护通道及输电线路故障定位方法［D］．济南:山东大学，2019．
［4］冯亚平．高压输电线路故障定位技术的研究［D］．西安:西安理工大学，2017．