论文总字数：18543字

目 录

1绪论 1

1.1论文研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 2

2 电力系统故障分析 3

2.1 短路故障概述 3

2.2单相接地短路故障 4

2.3 短路故障预防 6

3 故障测距 6

3.1故障测距装置的基本要求 6

3.2距离保护 7

3.3 故障测距分类 8

4故障测距的EMTP仿真 19

4.1EMTP软件简述 19

4.2EMTP仿真 19

4.3EMTP仿真讨论 23

5总结 24

参考文献 25

致谢 27

电力系统故障测距

路新梅

,China

Abstract:In the analysis of the use of single terminals method for fault location, because the single-ended ranging algorithm using only on one side of the transmission line information, while the use of simple and convenient, but due to the fault point transition resistance, on the side of the system will change as a result of the operation mode transformation, the interference can make the results of fault location error is bigger, can't meet the requirements of accuracy and reliability, so the method should be taken to improve its accuracy.

Key Words: Fault location, Fault analysis，Ranging accuracy

1绪论

1.1论文研究背景及意义

发电厂是把自然界中不能直接使用的天然能源转换为使用范围广泛的电能。发电厂发出的电要通过输电线路输送到用户处，由于输送的功率恒定，电压与电流的乘积即为功率，为了减少输电线路自身电阻将电能转换为热能，应降低输送电流大小，增大输送电压大小。架空输电线路由于建造时成本低，时间短，日常维护修理容易，所以应用广泛。但由于架空线路裸露在高空中，外部干扰因素太多，与地下电缆相比，发生故障的次数更多。与架空线路不同，在大城市中，由于楼层越来越高和立交桥的存在，不支持架空线路的存在，并且为了良好的市容市貌和减轻交通压力，特别是市中心土地价格昂贵，因此在大城市普遍采用地下电缆来供电，由于地下电缆埋在地下，所以跟架空线路相比，占地面积小，节省土地资源，受外部环境影响小，供电可靠性高。我们国家的电力系统市场早已进入了相对生产过剩的时代。但全国所需用电量确一年一年的增长，我国电力市场供给测结构失衡。近年来，由于用电量不断增加，电网事故也随之升高，甚至造成人员伤亡和电气设备损坏等重大安全事件。因此必须正确迅速的确定故障点位置，避免造成重大损失。

电力系统输电线路在运行时由于受到鸟类等外力干扰、输电线路绝缘层因使用时间过程而风化所导致的绝缘层被损坏、实际电压大于额定电压、工人不遵守规章制度而导致的误操作等原因会发生短路、断路等故障。短路事故是出现几率极大极不安全的电力系统输电线路故障，其中出现单相接地故障的几率不小于百分之八十，是发生几率最高的故障。当电力系统发生短路故障的时候，所产生的远远大于额定电流的短路电流流过发生故障的元件时，损坏该元件；实际流过正常电气元件的电流远远大于额定电流时，使正常电气元件被损坏或使用时间减少。 发生短路故障的区域电压会有所下降，不能满足用户正常工作生活所需的额定电压。故障分析与诊断^[1]这个问题对运营商、维修代理和电力行业都有着重要的经济影响。

为了能够持续平稳的对用户供电并同时确定电力系统自身设备的安全，必须提高电力系统输电线路运转时的安全性和可靠性。高压输电线路是电力系统的交通线，输送着电能，但是由于其分布范围广，遭遇突发情况多，同时也是电力系统中最危险最脆弱的部分。线路故障有时会给生产生活带来重大损失，因而在故障后讯速准确找出故障位置，及时修好故障设备和恢复可靠供电，维护电力系统安全稳定运行十分重要。电力系统故障测距可以起到以下作用：1）迅速而又精确的确定故障点发生的位置，节约大量人工劳力物资损耗和维护成本。2）帮助修复电力系统的输电线路,提高电力系统的安全性和可靠性,降低电网事故造成的损失。3）根据故障点发生的位置和发生时的天气及周边环境，综合起来分析判断故障发生时的情况和发生原因，预防这个区域这个时段这类故障再次发生。4）对于电力系统的瞬时性故障，由于暂态过程极短，故障测距可以找出绝缘薄弱点，并在此处采用相应的快速保护装置和控制装置。当电力系统输电线路出现故障时，如何快速而又精确的检测到故障出现的地点并及时修复和恢复电力系统输电线路是至关重要的。因此输电线路故障测距对用户的正常生产生活具有十分重要的作用。

1.2国内外研究现状

2008年，在现今电力系统的电网中广泛使用了单端量法测距和双端量法测距技术^[2]。这项技术解决了电网线路巡视大量浪费人力、浪费时间且不能及时发现故障、投入大量精力但效率低的困难。

2009年，通过使用录波器^[3]来记录故障发生时的电压电流波形。用此方法来进行输电线路故障定位，并能在故障发生时自动启动保护装置防止事故扩大。

2013年，在两端量法测距中，提出一种基于PMU动态同步相量测量的故障测距法^[4]。可以降低输电线路故障测距时的误差。

2014年，智能配电网建设的基础和关键是配电自动化， 我国的智能电网用特高压输电线路作为骨骼，用各种电力系统及电力设备的额定电压等级不同的输电线路组成的协调分配的可靠电网作为基础，把传统的物理电网与传感检测科学技术、电信工程、信息工程、计算机技术和控制工程结合起来组成的新式智能电力网，是一个完全自动化的电力网络。配电网自动化建设才刚刚开始发展,还有一些问题,如不合理的规划布局和经济投资不足。为了实现理想的目标，各方人员都需要花费很长的时间努力工作并积累经验和理论。配电自动化系统建设和实践按照阶段划分区域和时间段的基础,通过优化空间桁架结构,合理布局,建立抗干扰和安全的信息传输通道,升级各种软件工具、提高专业技术人员理论和实践经验,规范规章管理制度,综合联系其他手段来升级智能配电网。为了利于高阶求导和扰动平滑数据,采用非线性最小二乘法来拟合直流故障暂态数据^[5]。该方法测距结果没有波动,可以实现电力系统直流输电线路全程的精确定位,同时测距结果不受瞬间状态电阻和故障点的干扰，更适合于实际应用。

2015年，在电力系统的特高压直流输电线路双端量法测距中，以高频量衰减的神经信息网络为根据，能够精确计算电力系统高压输电线路衰减常数是这一难题^[6]。

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