摘要：本文介绍了分布式故障诊断装置的技术原理和功能特点。该设备使用分布式行波定位技术来诊断故障位置，并在特高压输电线路受到雷击，风向偏转，异物和其他跳闸影响时帮助确定故障塔架；同时，可以分析故障电流，确定故障类型，有效提高故障检查效率和输电线路运维水平。
关键词：分布式；故障诊断系统；输电线；电压等级
1分布式故障诊断系统技术原理
输电线路分布式故障诊断系统的结构不同于传统的行波定位系统。它的核心组件，即现场监视终端，安装在传输线导体上，可以在近距离故障的短距离内捕获行波信号。如图1所示，分布式故障行波检测装置每30公里左右安装一次。故障定位的基本过程如下。
1.1根据工频故障电流确定故障间隔。设置在传输线的i，j，m，n等极塔上均安装有故障检测装置，第j个基极塔与第m个基极塔之间发生了跳闸事故。此时，i和j处的工频故障电流的相位与m和n处的工频故障电流的相位相反。使用这种简单的逻辑原理，可以非常准确地确定故障发生在j和m之间。
1.2在确定的故障间隔内实现行波精确定位。随着行波定位的故障间隔变短，由地形下陷引起的误差成比例地线性减小。在确定了j和m之间的故障间隔之后，仅需要对j和m部分执行行波定位。同时，系统采用分布式行波速度在线测量技术，即基于同一行波经过两个相邻检测装置的时间，可以准确计算行波速度，消除行波的影响速度对行波定位精度的影响，进一步提高了故障行波定位的精度。
1.3复杂网络简单化。对于具有复杂网络结构的传输线，可以在分支点处安装行波监控装置，以将复杂网络划分为一些简单的单线结构，之后仍然使用上述方法：首先使用工频故障电流找到故障间隔，然后在故障间隔中进行行波定位。
1.4雷击、非雷击跳闸。由于不同的原因（雷击，非雷击等），传输线跳闸故障具有不同的闪络通道特性，这些差异将反映在同时形成的故障行波中。因此，在故障点附近监测的故障行波电流（无衰减，不失真）可用于识别故障原因，并实现雷击和非雷击以及雷击故障周围和反击的识别。同时，还可以实现雷击线，铁塔和导线的识别，而无雷击跳闸。
2分布式故障诊断系统的特点和优势
2.1故障定位可靠性和准确性高。故障定位方法创新性地将区间定位与故障定位相结合，提高了定位的可靠性和准确性。使用工频故障电流确定故障间隔具有极高的可靠性。小间隔的故障点行波位置可以有效减少波形衰减和下垂效应引起的误差。
2.2故障监控点设置灵活。设计的现场监控终端直接从电线中提取故障行波信号和故障工频电流信号，可以灵活设置监控点，并可以根据监控点的长度灵活设置监控点。
2.3现场监控终端可靠性高免维护时间长达5年，采用良导体和磁导体双重屏蔽设计，具有很强的抗电磁干扰能力；同时，电路工作的内腔密封等级达到IP65，不受长期暴露在室外工作的影响；系统耦合电源的设计采用了独特的保护功能。该设计不仅可以确保系统在宽负载电流范围内运行，而且还可以抵抗故障电流的影响，同时可靠地采集信号。关键部件采用冗余设计机制，有效延长使用寿命。
3分布式故障诊断系统安装与配置
3.1架空线路。如果架空线是纯架空线，原则上必须在小站和大站出口处的一号塔上安装一套，中间每30公里安装一套的线。具体安装情况如下：（1）线路总长度小于30公里，则变电站两端仅需一套，共2套；（2）线路总长度在30至60公里之间，可安装3套。在变电站两端的出口处设置1个，在线路中间设置1个。请注意，这三套设备将生产线分为两部分。两个部分的长度不能相同，这意味着终端不能安装在生产线的中间。线路的一个部分的长度优选比另一部分的长度长约5至6公里。安装三套以上的线路端子没有限制；（3）线路总长度超过60公里。根据架空线安装的原理，第一个是大型的。应在1号站出口和1号站的第一个基准杆上安装一套，而在40公里左右的位置安装一套。
3.2混合架空线和电缆线。如果将混合电缆用于架空线和电缆，则根据纯粹的架空线安装原理，电缆的每一端还应安装一套端子。具体来说，需要安装几套设备，按照线的位置和总长度决定。
3.3小结。实际上，无论线路结构多么复杂，其安装原理都是相同的。首先，在每个关键点安装一组端子，以便将线路划分为几个部分，然后根据每个部分的长度，按照每30公里左右的距离安装1套。这些关键点是：变电站两端的出口，电缆段的两端，T型交叉口和跨界分界点，其中的T型交叉口设备需要安装在T型交叉口。下面以具有混合架空线，电缆和T形支路的线为例进行说明。如图3所示，1、6、7是变电站出口处的第一个基础杆塔；2、3是电缆部分的两端；4是跨办公室分界点；5是T结。在这些要点与终端一起安装后，线路分为六个部分，其中A，B，C，D和E部分是普通架空线。根据它们的长度，可以将几套设备安装在彼此的顶部。间隔仅约30公里。
4以某地分布式分布式故障诊断系统在高压输电线路中的应用为例
±800kV线路二极保护电压突变保护动作，三组保护均正确动作，二极保护锁死，二极高端阀组重合。收集到故障信息后，分布式故障诊断系统将推送以下信息：“某条线在某天的23:36:06和928毫秒发生故障，故障阶段为极点II。位置在3165塔与塔3232，距离为3165。极塔的大小为31.812km，故障极塔的极数为3223。行波尾部时间小于20μs，在起始位置没有反极性脉冲。行波，断层性质是规避的，塔3223位于山区，地闪密度在C2多矿区。查询雷电信息后，在距离线路1km以内的故障时间点1min内有1次雷电活动，雷电电流为50.6kA。另外，No.3223和No.3224之间的跨谷距离的最大高度差为220m，因此接地屏蔽效果较差。使用改进的电几何模型计算，沿截面3223和3224的最大偏转电流结果如图4所示，该图表明线段中心的最大偏转电流高达165kA。对于50.6kA的雷电流，与线路的距离为230度。可能会在〜570m部分发生偏转。
5结束语
在社会经济日益发展的今天，人们对电力的需求日益增加，对电力建设工作的重视程度和投入逐渐增加。35kV及以上各电压等级输电线路作为长距离跨区域输电的重要渠道，在确保国民经济，民生和能源安全方面发挥着重要作用。
参考文献
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作者:林韬 单位:广东电网能源发展有限公司
