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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；故障模型
引言
一般输电线路在发生故障后，故障点通常在线路上会产生向两侧传播的暂态行波信号，其包括很多故障信息，因此，为了在识别初始行波的波头方面精准快速，对输电线路故障的定位有着非常重要的作用。
1输电线路故障定位技术的影响
在电网维护当中输电线路故障定位技术有着很重要的作用，其主要表现在3个方面：1）能够节约时间。输电线路故障定位技术的合理应用在一定意义上能够使得运行维护人员能够快速确定故障点，使维修人员减少巡线时间。2）降低经济损失。在输电线路当中如果产生故障，难免会带来相应的经济损失，故障定位技术的合理应用能够让运行维护人员在对故障点确定之后及时地排除和维修，降低经济损失。3）能够对线路薄弱点实施合理的分析。输电线路有时会产生瞬时故障都是产生在线路的薄弱部位，而故障定位技术的应用使得运行维护人员能够及时对薄弱部位进行分析，从而采用科学合理的措施实施保护，避免其产生永久故障，使得线路维护成本降低，将输电线路的安全以及稳定性不断提升。
2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。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。
3故障定位技术
随着计算机技术的不断发展和广泛应用，在高压输电线路故障定位领域，微机保护和故障录波装置都被开发和投入使用。利用微机和微处理装置进行故障位置定位的方法也已经被研究并广泛应用。目前，比较普遍运用的故障定位方法主要有端点测量法，即利用线路断点处测量来的故障信息进行分析处理之后，得到的高压输电线路故障的准确位置，这类方法主要分为阻抗法和行波法；信号注入法，即在高压输电线路发生故障后，向检测系统注入信号电流，通过检测分析该信号来得到故障位置；区段定位法，利用故障探测器检测故障位置前后信息的差别来定位。目前，最为节约成本，运用最为广泛的为端点测量法，本文也重点研究该类型的高压输电线路故障定位方法。
3.1阻抗法故障定位技术
阻抗法故障定位法是高压输电线路故障定位的一种重要方法，在阻抗法的具体应用时，通过测得输电线路发生故障时的电流与电压量，利用上述原理得到输电线路故障回路的阻抗，再根据输电线路的长度与阻抗成正比的关系，通过代数法或微分方程法来进行故障点的距离测算。
代数法是利用线路发生故障时的工频电压和电流量进行分析计算，从而得到故障点的距离，微分方程法则是根据三相输电线路的微分方程来计算分析故障点的位置的。许多专家学者对基于阻抗法的定位技术提出了非常多种类的优化和改良理论，并以此建立了许多输电线路故障定位算法，在此不多赘述。
3.2行波法故障定位技术
由于测距过程中，精度和可靠性在理论上可以不会收到线路类型、故障类型、故障电阻等因素的影响，行波测距法以其独特的性质应运而生。随着微电子技术和行波理论研究领域的不断进步，特别是GPS定位系统的卫星通讯设备以及小波理论的发展，为行波测距法的实施创造了重要的条件，行波测距法得到了巨大的发展。行波测距法目前可以分为A-F共六种方法，其中A、C、D三种类型的方法应用的比较普遍。A型行波测距法是基于单端定位测距的，故障点在发生故障时会产生行波，这组行波传播到测量点后，又由测量点母线发射的行波传向故障点，而又会在故障点处发生反射，重新回到测量点；C型的行波测距法也是一种基于单端定位的方法，在输电线路发生故障时，定位装置在线路的开始的一段注入高电压高频率的脉冲电波，根据这组电波从注入点到故障位置的往返时间t和电波的速度v就可以确定故障位置X；D型故障测距法则是一种基于双端行波测距的方法，这种方法，通过检测输电线路发生故障是产生的初始行波的波头到达的时间，利用行波到达输电线路两端所经过的时间之间的差值，就可以对故障进行定位，这种方法可以充分利用目前先进的全球定位系统GPS时钟接收模块，实现两端时间同步，从而精确的进行故障距离定位。其计算方法如下：其中Xm是输电线路m端到故障点的距离，tm是故障初始行波波头到达m端tn故障初始行波波头到达n端的时刻。在实际应用过程中，单端行波法类型的定位方法，是利用注入的信号波速已知的情况下，通过故障点产生的初始行波及其反射波到达检测装置点的时间差来进行故障点的故障定位，双端行波法则是利用故障点到两端检测点的时间差来进行故障定位的，行波法实现起来比较依赖设备，但是更为简单精确。
4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。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。
5结束语
高压输电线路，是我国电网系统中的一个重要的组成部分，承载着输送电能的重要任务，由于高压输电线路的分布范围非常广，非常容易发生故障。如何准确、快速的定位故障线路位置，是电网维护领域的基本任务，也是故障工作排除的重要组成部分。因此，电力企业及其技术人员必须要加大高压输电线路的故障定位技术研究，提高故障定位技术水平，快速准确的定位故障、解决故障，确保整个电网安全可靠的运行。
参考文献：
[1]叶荣波，徐涛.配电网输电线路故障定位的快速提取方法[J].计算技术与自动化，2019（09）：56.
[2]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.