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现在主流的高压输电线路故障测距的方法主要可分为三大类:故障录波分析法、阻抗法、行波法.
故障录波分析法
故障录波分析法利用故障时记录得到的各种电气量,事后由技术人员进行综合分析,得到故障位置.随着计算机技术和人工智能技术的发展,故障录波分析法可以通过自动化设备快速完成.但该方法会受到系统阻抗和故障点过渡阻抗的影响,而导致故障测距精度的下降.
阻抗法
阻抗法建立在工频电气量的基础上,通过建立电压平衡方程,利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗,由此可以推出故障的大致位置.根据所使用电气量的不同,阻抗法分为单端法和双端法两种.
对于单端法,简单来说可以归结为迭代法和解二次方程法.迭代法可能出现伪根,也有可能不收敛.解二次方程法虽然在原理和实质上都比迭代法优越,但仍然有伪根问题.此外,在实际应用中单端阻抗法的精度不高,特别容易受到故障点过渡电阻、对侧系统阻抗、负荷电流的影响.
同时由于在计算过程中,算法往往是建立在一个或者几个假设的基础之上,而这些假设常常与实际情况不一致,所以单端阻抗法存在无法消除的原理性误差.但单端法也有其显著优点:原理简单、易于实用、设备投入低、不需要额外的通讯设备.
双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距,以从原理上消除过渡电阻的影响.通常双端法可以利用线路两端电流或两端电流、一端电压进行测距,也可以利用两端电压和电流进行故障测距.理论上双端法不受故障类型和故障点过渡电阻的影响,有其优越性.特别是近年来GPS设备和光纤设备的使用,为双端阻抗法的发展提供了技术上的保障.双端法的缺点在于:计算量大、设备投资大、需要额外的同步和通讯设备.
行波法
行波法利用的原理是当输电线路发生故障时,将会产生向线路两端以接近光速传播的电流和电压行波.通过分析故障行波包含的故障点信息,就可以计算出故障发生的位置.
