论文部分内容阅读
【摘要】电力系统实际运行的过程中，如果说输电线路呈现出了任何故障现象，那么就必然会在故障点位置上出现故障电流行波，而针对母线位置上所测量到的相关行波波形数据加以记录后，再使用一定的计算措施，便能够有效的确定输电线路上故障位置的距离。本篇文章主要针对暂态电流行波网络定位新措施进行了全面详细的探讨，以期为我国电力系统的故障定位技术发展作出贡献。
【关键词】电力系统；暂态电流行波；输电线路；故障测距
在电力系统的输电线路出现故障现象之后，针对线路的两端位置或者说一段位置来执行实时性的测量工作，并且针对其故障点具体位置加以确定，这就是目前使用极为广泛的故障测距技术。使用这方面的技术不单单能够使得电力工作人员的巡线工作量大幅度减少，同时还提升了供电问题解决的效率，最大限度的保障了用电需求，这避免的不仅是收益上的经济损失，还避免了连锁损坏的可能性。下文主要针对输电线路故障行波网络定位新方法进行了全面详细的探讨。
1、输电线路故障行波定位研究进程
一直以来，人们都在针对电力系统的故障测距技术进行探究，在大量科学技术持续进步的基础上，故障测距技术也随之兴起，但在这期间，由于阻抗测量所涉及到的故障测距措施遭受到了各方面不同因素的影响，这导致我们对于暂态行波网络的研究工作还仅仅只是处在一个EMTP仿真、理论分析工作上。相对来说，电网实际存在的暂态行波网络远比仿真系统中所得到的暂态行波网络更为复杂，在这一问题基础上，相关研究学者所使用的单端行波网络测距算法也就面临极大的影响、限制，这导致的直接结果，便是故障的测距精度无法得到有效的保障，现如今，故障测距工作已经逐渐成为了一个国内的研究热点。
在二十世纪80年代，国际上就已经在传统的A型行波网络故障测距技术的基础之上，来提出了一种利用测距、保护功能合为一体的行波距离保护措施，该技术的测距算法，实际上就是受到了来自于某些现场的条件影响，其最终表现出的测距精度依然还存在正义，这导致该技术没有得到更好的发展。而从二十世纪的90年代开始，微电子技术得到了极大的发展，这直接推动了行波网络故障测距技术的精度，在全新技术的帮助之下，故障测距技术焕发新生。在这一基础上，研究学者开始为提升测距精确度做出了大量的努力，就目前来说，输电线路所广泛使用的测距方式有两种，一种是行波网络定位法，另外一种则是抗阻法。在这一过程中，为了能够最大限度的确保新型的暂态行波原理对于实际测距工作的有效性，下文主要针对新型暂态电流行波网络定位技术进行了多方面探讨。
2、利用暂态电流行波实现输电线路故障测距的基本原理
高压输电线路由于某些因素影响而出现故障之后，其变电站母线与故障点位置之间，会有接近光速的暂态行波在电路中持续性的反射，由于故障点通常都存在抗阻问题，那么在抗阻无法连续作用影响的基础上，行波在实际传播的过程中，也就必然会出现反射、透射现象，构成一种由两种不同行波组成的波浪涌。从这方面可以明确的得出以下行波计算公式（1）：
我们通过测定在测量端直接感受到的其实是在正反两种行波浪涌共同作用下形成的实际的电压和电流行波。通过下面的公式（2）我们能够将方向行波提取出来：
其中 是正方向的行波浪涌， 是反方向的行波浪涌，知道行波方向之后，我们就可以通过以下测定方法实现故障测距：
首先，我们假设如图1所示的结构即为测量点母线结构，将母线指向线路方向规定为各线路电流正方向。
然后，选取参考线路，将某一没有出现故障的线路标记为Mn，如果相对于故障线路MF来说，线路Mn为“无限长”时，测量点的电压行波则可以根据彼得逊法则用下面的公式（3）表示出来：
uM（t）=ZMniMn（t）
其中，Mn的波阻抗和电流行波与实际的方向电流行波相差一个常数“0.5”。
2.对来自故障方向的暂态电流行波浪涌的识别
若我们选择的参数与“无限长”的假设不成立，那么在形成的方向行波中，则是由参考线路的暂态行波浪涌引起的第2个反向行波浪涌。
我们假设参考线路Mn为“有限长”线路，当t=0且故障初始行波电压源为e（t），时，在F点发生金属性短路故障，那么该反射波经过母线M反射产生向着本线路方向传播的行波浪涌，可用公式表达为（4）：
在故障线路上接收到的行波浪涌可用公式（5）表示：
其中，KM表示电压行波在母线M的反射系数，；KT表示电压行波在母线M的透射系数，；Kn表示电压行波在n端的反射系数，由以上三个公式分析可得，行波浪涌的极性关系与所选的参考线路远端系统结构无关，通过公式（4）、（5）即可将来自故障方向的第2个反向行波浪涌正确的识别出来。
3.仿真系统
仿真系统接线将M2作为参考线路，根据公式（5）形成的正向行波和反向行波波形我们也可以用数据表现出来。以这一基础作为分析切入点，我们可以看出，如果存在第三个反向行波，那么第三个反向行波浪涌与他相对应的正向行波浪涌极性相反，而第二个反向行波浪涌与他相对应的正向行波极性相同，因此，第二个反向行波浪涌是不是实际故障方向传来的，第三个反向行波浪涌才是真正来自于故障方向。
4.总结语
综上所述，利用暂态电流行波网络来对于电线路故障问题执行测距工作的过程中，其中所存在的一个重要问题就是由于行波本身的无方向性缺陷，如果说受到这一因素的干扰，那么就极有可能会导致测距工作的精确性受到极大的影响。因此，为了能够有效的解决这一问题，本文提出了EMTP仿真系统，从大量的测量结果来看，使用该措施到暂态电流行波网络的故障测距工作中，能够呈现出极为良好的结果精确性，这对于完善电厂故障问题的解决能力来说，起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]张峰.输电线路行波故障测距优化算法研究[D].山东大学.2010（10）：23-25
[2]刘万超.基于数学形态学的输电线路单端行波故障测距研究[D].山东理工大学.2009（04）：19-21
[3]尹晓光.基于暂态行波的输电线路故障测距研究[D].西南交通大学.2011（04）：35-38
【关键词】电力系统；暂态电流行波；输电线路；故障测距
在电力系统的输电线路出现故障现象之后，针对线路的两端位置或者说一段位置来执行实时性的测量工作，并且针对其故障点具体位置加以确定，这就是目前使用极为广泛的故障测距技术。使用这方面的技术不单单能够使得电力工作人员的巡线工作量大幅度减少，同时还提升了供电问题解决的效率，最大限度的保障了用电需求，这避免的不仅是收益上的经济损失，还避免了连锁损坏的可能性。下文主要针对输电线路故障行波网络定位新方法进行了全面详细的探讨。
1、输电线路故障行波定位研究进程
一直以来，人们都在针对电力系统的故障测距技术进行探究，在大量科学技术持续进步的基础上，故障测距技术也随之兴起，但在这期间，由于阻抗测量所涉及到的故障测距措施遭受到了各方面不同因素的影响，这导致我们对于暂态行波网络的研究工作还仅仅只是处在一个EMTP仿真、理论分析工作上。相对来说，电网实际存在的暂态行波网络远比仿真系统中所得到的暂态行波网络更为复杂，在这一问题基础上，相关研究学者所使用的单端行波网络测距算法也就面临极大的影响、限制，这导致的直接结果，便是故障的测距精度无法得到有效的保障，现如今，故障测距工作已经逐渐成为了一个国内的研究热点。
在二十世纪80年代，国际上就已经在传统的A型行波网络故障测距技术的基础之上，来提出了一种利用测距、保护功能合为一体的行波距离保护措施，该技术的测距算法，实际上就是受到了来自于某些现场的条件影响，其最终表现出的测距精度依然还存在正义，这导致该技术没有得到更好的发展。而从二十世纪的90年代开始，微电子技术得到了极大的发展，这直接推动了行波网络故障测距技术的精度，在全新技术的帮助之下，故障测距技术焕发新生。在这一基础上，研究学者开始为提升测距精确度做出了大量的努力，就目前来说，输电线路所广泛使用的测距方式有两种，一种是行波网络定位法，另外一种则是抗阻法。在这一过程中，为了能够最大限度的确保新型的暂态行波原理对于实际测距工作的有效性，下文主要针对新型暂态电流行波网络定位技术进行了多方面探讨。
2、利用暂态电流行波实现输电线路故障测距的基本原理
高压输电线路由于某些因素影响而出现故障之后，其变电站母线与故障点位置之间，会有接近光速的暂态行波在电路中持续性的反射，由于故障点通常都存在抗阻问题，那么在抗阻无法连续作用影响的基础上，行波在实际传播的过程中，也就必然会出现反射、透射现象，构成一种由两种不同行波组成的波浪涌。从这方面可以明确的得出以下行波计算公式（1）：
我们通过测定在测量端直接感受到的其实是在正反两种行波浪涌共同作用下形成的实际的电压和电流行波。通过下面的公式（2）我们能够将方向行波提取出来：
其中 是正方向的行波浪涌， 是反方向的行波浪涌，知道行波方向之后，我们就可以通过以下测定方法实现故障测距：
首先，我们假设如图1所示的结构即为测量点母线结构，将母线指向线路方向规定为各线路电流正方向。
然后，选取参考线路，将某一没有出现故障的线路标记为Mn，如果相对于故障线路MF来说，线路Mn为“无限长”时，测量点的电压行波则可以根据彼得逊法则用下面的公式（3）表示出来：
uM（t）=ZMniMn（t）
其中，Mn的波阻抗和电流行波与实际的方向电流行波相差一个常数“0.5”。
2.对来自故障方向的暂态电流行波浪涌的识别
若我们选择的参数与“无限长”的假设不成立，那么在形成的方向行波中，则是由参考线路的暂态行波浪涌引起的第2个反向行波浪涌。
我们假设参考线路Mn为“有限长”线路，当t=0且故障初始行波电压源为e（t），时，在F点发生金属性短路故障，那么该反射波经过母线M反射产生向着本线路方向传播的行波浪涌，可用公式表达为（4）：
在故障线路上接收到的行波浪涌可用公式（5）表示：
其中，KM表示电压行波在母线M的反射系数，；KT表示电压行波在母线M的透射系数，；Kn表示电压行波在n端的反射系数，由以上三个公式分析可得，行波浪涌的极性关系与所选的参考线路远端系统结构无关，通过公式（4）、（5）即可将来自故障方向的第2个反向行波浪涌正确的识别出来。
3.仿真系统
仿真系统接线将M2作为参考线路，根据公式（5）形成的正向行波和反向行波波形我们也可以用数据表现出来。以这一基础作为分析切入点，我们可以看出，如果存在第三个反向行波，那么第三个反向行波浪涌与他相对应的正向行波浪涌极性相反，而第二个反向行波浪涌与他相对应的正向行波极性相同，因此，第二个反向行波浪涌是不是实际故障方向传来的，第三个反向行波浪涌才是真正来自于故障方向。
4.总结语
综上所述，利用暂态电流行波网络来对于电线路故障问题执行测距工作的过程中，其中所存在的一个重要问题就是由于行波本身的无方向性缺陷，如果说受到这一因素的干扰，那么就极有可能会导致测距工作的精确性受到极大的影响。因此，为了能够有效的解决这一问题，本文提出了EMTP仿真系统，从大量的测量结果来看，使用该措施到暂态电流行波网络的故障测距工作中，能够呈现出极为良好的结果精确性，这对于完善电厂故障问题的解决能力来说，起到了至关重要的作用。
参考文献
[1]张峰.输电线路行波故障测距优化算法研究[D].山东大学.2010（10）：23-25
[2]刘万超.基于数学形态学的输电线路单端行波故障测距研究[D].山东理工大学.2009（04）：19-21
[3]尹晓光.基于暂态行波的输电线路故障测距研究[D].西南交通大学.2011（04）：35-38