1、 電力系統輸電線路上經常發生各種短路故障，在故障點有些故障比較電力系統輸電線路上經常發生各種短路故障，在故障點有些故障比較明顯，容易辨別，有些故障則難以發覺，如在中性點不接地系統發生單相接明顯，容易辨別，有些故障則難以發覺，如在中性點不接地系統發生單相接地故障時，由于接地電流小，所以在故障點造成的損害小，當保護切除這一地故障時，由于接地電流小，所以在故障點造成的損害小，當保護切除這一故障后，故障點有時很難查找，但這一故障點由于絕緣已經發生變化，相對故障后，故障點有時很難查找，但這一故障點由于絕緣已經發生變化，相對整個線路來講比較薄弱，很可能就是下次故障的發生地，因此，仍然需要盡整個線路來講比較

2、薄弱，很可能就是下次故障的發生地，因此，仍然需要盡快找到其位置。其次，輸電線路穿越的地形復雜，氣候惡劣，特別是遠距離快找到其位置。其次，輸電線路穿越的地形復雜，氣候惡劣，特別是遠距離輸電線路，難免要穿越山區，沙漠這些人跡罕至的偏僻地帶，交通十分不便。輸電線路，難免要穿越山區，沙漠這些人跡罕至的偏僻地帶，交通十分不便。再者，多數故障往往發生在風雪，雷雨等較為惡劣的天氣中發生。另外，我再者，多數故障往往發生在風雪，雷雨等較為惡劣的天氣中發生。另外，我國電力系統的巡線裝備簡陋，使得故障測距的準確度，對故障巡線工作起了國電力系統的巡線裝備簡陋，使得故障測距的準確度，對故障巡線工作起了關鍵性的作用。關鍵

3、性的作用。電力系統的短路分析與故障測距3.1 短路概述短路概述3.2 故障測距的概念及種類故障測距的概念及種類3.3 參數線路模型參數線路模型3.4 故障測距的具體意義和要求故障測距的具體意義和要求小結小結3.1 短路概述短路概述 電力系統運行有三種狀態：正常運行狀態、非正常運行狀態和短路故障。電力系統運行有三種狀態：正常運行狀態、非正常運行狀態和短路故障。 短路就是指不同電位導電部分之間的不正常短接。短路就是指不同電位導電部分之間的不正常短接。3.1.1 3.1.1 短路原因及后果短路原因及后果1 1短路原因短路原因（1 1）短路的主要原因是電氣設備載流部分絕緣損壞。）短路的主要原因是電氣設

4、備載流部分絕緣損壞。（2 2）誤操作及誤接。）誤操作及誤接。（3 3）飛禽跨接裸導體。）飛禽跨接裸導體。（4 4）其它原因。）其它原因。2 2短路后果短路后果電力系統發生短路，短路電流數值可達幾萬安到幾十萬安。電力系統發生短路，短路電流數值可達幾萬安到幾十萬安。（1 1）產生很大的熱量，很高的溫度，從而使故障元件和其它元件損壞。）產生很大的熱量，很高的溫度，從而使故障元件和其它元件損壞。（2 2）產生很大的電動力，該力使導體彎曲變形。）產生很大的電動力，該力使導體彎曲變形。（3 3）短路時，電壓驟降。）短路時，電壓驟降。（4 4）短路可造成停電。）短路可造成停電。（5 5）嚴重短路要影響電力系

5、統運行的穩定性，造成系統癱瘓。）嚴重短路要影響電力系統運行的穩定性，造成系統癱瘓。（6 6）單相短路時，對附近通信線路，電子設備產生干擾。）單相短路時，對附近通信線路，電子設備產生干擾。 3.1.2 3.1.2 短路種類短路種類短路形式：短路形式：兩相接地短路兩相接地短路 1 . 1k短路短路 對稱短路對稱短路 3k不對稱短路不對稱短路 單相短路單相短路 兩相短路兩相短路 單相接地短路單相接地短路 1k單相接中性點短路單相接中性點短路 1k兩相短路兩相短路 2k兩相短路接地兩相短路接地 1 . 1k三相短路用三相短路用 表示，二相短路表示，二相短路 表示，單相短路用表示，單相短路用 表示，表示

6、，兩相接地短路用兩相接地短路用 表示。表示。只有三相短路，屬對稱短路。只有三相短路，屬對稱短路。 3k 2k 1k1 . 1k圖圖3-1 短路的類型短路的類型a) 三相短路三相短路 b) 兩相短兩相短路路 c) 單相短路單相短路 d) 單相接中心點短路單相接中心點短路 e) 兩相接地短路兩相接地短路 f) 兩相短路接地兩相短路接地3.1.2 3.1.2 短路種類短路種類選擇、檢驗電氣設備，選擇、檢驗電氣設備，以三相短路計算為以三相短路計算為主。校驗繼電器保主。校驗繼電器保護裝置用兩相或單護裝置用兩相或單相短路電流。相短路電流。3.2 3.2 故障測距的概念及種類故障測距的概念及種類3.2.1

7、3.2.1 故障測距的概念故障測距的概念故障測距又稱故障定位，對于輸電線路來說，是指在線路發生故障后，故障測距又稱故障定位，對于輸電線路來說，是指在線路發生故障后，根據不同的故障特征，迅速準確地測定出故障點的位置。現有的故障測根據不同的故障特征，迅速準確地測定出故障點的位置?，F有的故障測距算法按其工作原理可以分為行波法、阻抗法、故障分析法、智能化測距算法按其工作原理可以分為行波法、阻抗法、故障分析法、智能化測距法。由于阻抗法和故障分析法本質上沒有區別，都是分析短路后的故距法。由于阻抗法和故障分析法本質上沒有區別，都是分析短路后的故障特征量，利用短路計算的逆運算求解故障距離。因此把阻抗法和故障障

8、特征量，利用短路計算的逆運算求解故障距離。因此把阻抗法和故障分析法統稱為故障分析法。分析法統稱為故障分析法。 3.2.2 3.2.2 故障測距的分類故障測距的分類1.1. 行波法行波法行波法是根據行波理論現實的測距方法，始于上個世紀五十年代，隨著六十年代多傳輸線的行波行波法是根據行波理論現實的測距方法，始于上個世紀五十年代，隨著六十年代多傳輸線的行波傳播規律的更為深入的研究和計算機技術的應用，行波測距的理論和技術得到了長足的發展，行傳播規律的更為深入的研究和計算機技術的應用，行波測距的理論和技術得到了長足的發展，行波測距的裝置現已廣泛應用于電力系統。行波測距方案可分為波測距的裝置現已廣泛應用于

9、電力系統。行波測距方案可分為A A、B B、C C三類三類11。A A型測距原理是根據測量點到故障點往返一次的時間和行波波速確定故障點的距離。這個測距裝置型測距原理是根據測量點到故障點往返一次的時間和行波波速確定故障點的距離。這個測距裝置比較簡單，只能裝置在一端，不要求和線路對側進行通信聯系。不受過渡電阻影響，可以達到較比較簡單，只能裝置在一端，不要求和線路對側進行通信聯系。不受過渡電阻影響，可以達到較高的精度。但是，高的精度。但是，A A型測距要求記錄行波波形，而故障暫態信號只持續很多的時間，為保證有足夠型測距要求記錄行波波形，而故障暫態信號只持續很多的時間，為保證有足夠的精度，應采用足夠高

10、的采樣率，因此的精度，應采用足夠高的采樣率，因此A A型行波測距對硬件要求比較高。型行波測距對硬件要求比較高。B B型測距是根據故障點產生的行波到達線路兩端的時間并借助于專用通道的通信聯系實現測距的。型測距是根據故障點產生的行波到達線路兩端的時間并借助于專用通道的通信聯系實現測距的。由于這種測距裝備利用的是故障點產生的行波第一次到達兩端的信息，因此不受故障點投射波的由于這種測距裝備利用的是故障點產生的行波第一次到達兩端的信息，因此不受故障點投射波的影響，實現起來困難較小。但是影響，實現起來困難較小。但是B B型測距對通道有高要求，使得投資巨大，目前難以在國內廣泛采型測距對通道有高要求，使得投資

11、巨大，目前難以在國內廣泛采用。用。C C型測距裝置是故障發生后由裝置發射高壓高頻或直流脈沖，根據高頻脈沖由裝置到故障點往返時型測距裝置是故障發生后由裝置發射高壓高頻或直流脈沖，根據高頻脈沖由裝置到故障點往返時間進行測距。這個裝置的工作原理和雷達相同，只是行波沿電力線路傳播而已。對于瞬時性故障，間進行測距。這個裝置的工作原理和雷達相同，只是行波沿電力線路傳播而已。對于瞬時性故障，C C型測距靠人為施加雷達信號往往測不到故障。另外，高壓脈沖信號發生器造價昂貴。由于通道技型測距靠人為施加雷達信號往往測不到故障。另外，高壓脈沖信號發生器造價昂貴。由于通道技術條件的限制，高壓脈沖信號強度不能太高，故障點

12、反射脈沖往往很難與干擾相區別，種種因素術條件的限制，高壓脈沖信號強度不能太高，故障點反射脈沖往往很難與干擾相區別，種種因素都限制了都限制了C C型測距的發展。型測距的發展。3.2 3.2 故障測距的概念及種類故障測距的概念及種類2 故障分析法故障分析法 故障分析法依據電壓電流的測量值，通過故障分析根據各種特征構造各種原故障分析法依據電壓電流的測量值，通過故障分析根據各種特征構造各種原理（如阻抗與距離成正比，用兩端數據計算到的故障點電壓相等，過渡電阻理（如阻抗與距離成正比，用兩端數據計算到的故障點電壓相等，過渡電阻的純阻性等）的測距方程，進行故障測距。事實上，在線路參數已知的情況的純阻性等）的測

13、距方程，進行故障測距。事實上，在線路參數已知的情況下，輸電線路某處發生故障時，線路兩端的電壓電流均為故障距離的函數，下，輸電線路某處發生故障時，線路兩端的電壓電流均為故障距離的函數，其實質是短路電流的逆運算。其實質是短路電流的逆運算。 故障分析法由于簡單易行，對設備要求較低，故障分析法由于簡單易行，對設備要求較低，投資小，獲得了廣泛的運用。早起的故障分析方法主要是利用單端電氣量的投資小，獲得了廣泛的運用。早起的故障分析方法主要是利用單端電氣量的測距算法，常見的單端算法主要有工頻阻抗法解微方程算法，零序電流相位測距算法，常見的單端算法主要有工頻阻抗法解微方程算法，零序電流相位修正法，故障電流相位

14、修正法，解二次方程法，對稱分量法，解一次方程法，修正法，故障電流相位修正法，解二次方程法，對稱分量法，解一次方程法，網孔方程法。上述單端測距算法都無法從原理上同時消除過渡電阻和對側系網孔方程法。上述單端測距算法都無法從原理上同時消除過渡電阻和對側系統阻抗的影響。制約了單端測距的發展。隨著通道的發展，能夠較為容易的統阻抗的影響。制約了單端測距的發展。隨著通道的發展，能夠較為容易的獲得對側的電壓電流，因此雙端測距方法逐漸發展起來。獲得對側的電壓電流，因此雙端測距方法逐漸發展起來。33 智能化測距法智能化測距法近年來，將智能理論引入故障測距的算法研究越來越多，其中神經網絡近年來，將智能理論引入故障測

15、距的算法研究越來越多，其中神經網絡和模糊理論居多。各種智能技術之間的交叉結合，如模糊專家系統，模和模糊理論居多。各種智能技術之間的交叉結合，如模糊專家系統，模糊網絡神經，神經網絡專家系統等相繼提出，但大多數還處于研究階段，糊網絡神經，神經網絡專家系統等相繼提出，但大多數還處于研究階段，還有待于各種智能技術的發展和成熟，相關科學成果如小波變換、遺傳還有待于各種智能技術的發展和成熟，相關科學成果如小波變換、遺傳算法、卡爾曼濾波技術、模式識別技術、概率與統計決策方法等也被引算法、卡爾曼濾波技術、模式識別技術、概率與統計決策方法等也被引入到故障測距中入到故障測距中3.3. 3.3. 參數線路模型參數線

16、路模型1 集中參數模型：集中參數模型：圖1 集中參數線路模型假設線路三相完全對稱，圖假設線路三相完全對稱，圖1給出了集中參數線路模型，其中：給出了集中參數線路模型，其中： Zs是線路相自阻抗；是線路相自阻抗； Zm是線路相間互阻抗；是線路相間互阻抗；Ys是線路相自導納；是線路相自導納； Ym是線路相間互導納。是線路相間互導納。 3.3 3.3 參數線路模型參數線路模型是M側母線電壓向量；是M側母線a、b、c相電壓相量；2 分布參數模型：分布參數模型： 當線路較長時，集中參數線路模型誤差就比較大了，此時，線路可用圖當線路較長時，集中參數線路模型誤差就比較大了，此時，線路可用圖2所示的所示的分布參

17、數線路模型來描述，圖中所示是單條線路的模型。其中：分布參數線路模型來描述，圖中所示是單條線路的模型。其中：z是單位長度線路是單位長度線路阻抗，阻抗，y是單位長度線路導納。是單位長度線路導納。 對圖對圖2所示的線路所示的線路dx段（段（dx是無窮小量）應用電是無窮小量）應用電路定律并推導可得線路分布參數方程路定律并推導可得線路分布參數方程:其中其中,線路的波阻抗為線路的波阻抗為: 3.3 3.3 參數線路模型參數線路模型傳播常數為：傳播常數為：圖圖2 分布參數線路模型分布參數線路模型線路單位長度的阻抗為線路單位長度的阻抗為 r+jL，導納為，導納為g+jC，l是線路長度。是線路長度。 以上是以上

18、是單條線路的分布參數模型。對于三相線路，情況要復雜得多，這里我單條線路的分布參數模型。對于三相線路，情況要復雜得多，這里我們仍然假設三相線路完全對稱，應用對稱分量法，可將三相不對稱線們仍然假設三相線路完全對稱，應用對稱分量法，可將三相不對稱線路（參數對稱、運行狀態不對稱）轉化為三個對稱序線路（參數、運路（參數對稱、運行狀態不對稱）轉化為三個對稱序線路（參數、運行狀態都對稱），對于每一個序線路，有行狀態都對稱），對于每一個序線路，有 3.3 3.3 參數線路模型參數線路模型其中：其中：p=0、1、2表示相應的序。表示相應的序。 以上給出了集中和分布參數的線路模型，從上式來看，以上給出了集中和分布

19、參數的線路模型，從上式來看，模型中包括線路參數和運行參數，一般線路參數是給定的，而運行參數則可從故障錄波模型中包括線路參數和運行參數，一般線路參數是給定的，而運行參數則可從故障錄波文件中取得，這樣通過求解方程就可以得到故障點。文件中取得，這樣通過求解方程就可以得到故障點。3 其它模型：其它模型：以上的兩種模型都是建立在線路完全對稱這一假設的基礎上的，實際上在很多超高壓線以上的兩種模型都是建立在線路完全對稱這一假設的基礎上的，實際上在很多超高壓線路上由于換位困難，線路都不換位，這樣，三相線路參數都不對稱，而且隨著輸電線距路上由于換位困難，線路都不換位，這樣，三相線路參數都不對稱，而且隨著輸電線距

20、離的加長，線路波過程越來越明顯，架空避雷線也會對線路參數造成很大的影響，在詳離的加長，線路波過程越來越明顯，架空避雷線也會對線路參數造成很大的影響，在詳細分析時不能忽略。細分析時不能忽略。 對于參數不對稱的線路，可以列出類似（對于參數不對稱的線路，可以列出類似（2）式的方程。當考慮避雷線和雙回線等情況后，）式的方程。當考慮避雷線和雙回線等情況后，方程的維數將大于方程的維數將大于3，同時類似（，同時類似（1）式的阻抗和導納矩陣也不再對稱。比如，對于有兩）式的阻抗和導納矩陣也不再對稱。比如，對于有兩根避雷線的雙回輸電線，線路總數為根避雷線的雙回輸電線，線路總數為8，方程，方程2的維數也為的維數也為

21、8。對于這種線路，構造其分布。對于這種線路，構造其分布參數的模型將極為復雜。下面簡要說明處理過程：參數的模型將極為復雜。下面簡要說明處理過程： 1 根據線路的物理參數以及其在桿塔上的集合分布，得到線路阻抗和導納矩陣；根據線路的物理參數以及其在桿塔上的集合分布，得到線路阻抗和導納矩陣； 2 對阻抗和導納矩陣對角化，由于矩陣不對稱，因此，對稱分量法將無法使用，需要對阻抗和導納矩陣對角化，由于矩陣不對稱，因此，對稱分量法將無法使用，需要構造特殊的變換矩陣構造特殊的變換矩陣T，這可通過復雜的數學計算（主要是復矩陣特征值和特征向量的計，這可通過復雜的數學計算（主要是復矩陣特征值和特征向量的計算）實現；算

22、）實現； 3 利用得到的變換矩陣利用得到的變換矩陣T實現（實現（2）式的簡化，得到相互獨立的方程；）式的簡化，得到相互獨立的方程；4 利用得到的相互獨立的方程實現故障測距。利用得到的相互獨立的方程實現故障測距。 以上介紹了故障測距中各種可能用到的以上介紹了故障測距中各種可能用到的模型，在一般的故障測距算法中，還是以前兩類模型的使用為主。本文也是在線路三相模型，在一般的故障測距算法中，還是以前兩類模型的使用為主。本文也是在線路三相對稱這一假設下的討論。對稱這一假設下的討論。 3.3 3.3 參數線路模型參數線路模型故障特征：故障特征： 電力系統中發生的故障絕大部分是單相接地故障，這種故障的一個重

23、要特電力系統中發生的故障絕大部分是單相接地故障，這種故障的一個重要特點就是在故障點的過渡電阻除了弧光電阻外，還有過渡物電阻。如架空輸點就是在故障點的過渡電阻除了弧光電阻外，還有過渡物電阻。如架空輸電線經鐵塔單相接地短路，則過渡物電阻是鐵塔本身電阻與鐵塔接地電阻電線經鐵塔單相接地短路，則過渡物電阻是鐵塔本身電阻與鐵塔接地電阻之和。這種接地電阻可高達數百歐姆。之和。這種接地電阻可高達數百歐姆。 兩相短路在短路點一般只有弧光電阻，比起單相接地的過渡電阻，這種電兩相短路在短路點一般只有弧光電阻，比起單相接地的過渡電阻，這種電阻較小，需要注意的是這種故障沒有零序電流。阻較小，需要注意的是這種故障沒有零序

24、電流。 兩相短路接地故障與單相接地故障類似，也可能存在較大的過渡電阻。兩相短路接地故障與單相接地故障類似，也可能存在較大的過渡電阻。 三相接地故障是對稱故障，所以不存在負序和零序電流，同時，這種故障三相接地故障是對稱故障，所以不存在負序和零序電流，同時，這種故障可認為不存在過渡電阻。可認為不存在過渡電阻。 在電力系統正常運行時，可以認為在系統中只存在工頻正序量。而故障過在電力系統正常運行時，可以認為在系統中只存在工頻正序量。而故障過程則是一個暫態過程。電力系統中除了工頻分量外，還存在著衰減的直流程則是一個暫態過程。電力系統中除了工頻分量外，還存在著衰減的直流分量以及各種高次諧波分量等。故障錄波

25、記錄下的就是多種分量的綜合體。分量以及各種高次諧波分量等。故障錄波記錄下的就是多種分量的綜合體。常規故障測距算法都是以工頻量作為分析的數據來源。因此，需要從故障常規故障測距算法都是以工頻量作為分析的數據來源。因此，需要從故障測距的數據來源測距的數據來源故障錄波文件中提取出這一分量，這一過程也就是錄故障錄波文件中提取出這一分量，這一過程也就是錄波過程，一般采用差分濾波加全周傅氏算法實現。本文的分析都是建立在波過程，一般采用差分濾波加全周傅氏算法實現。本文的分析都是建立在工頻量的基礎上的。工頻量的基礎上的。 3.3.1 3.3.1 單回線測距單回線測距單端測距單端測距 在繼保信息系統中，雙端測距是

26、故障測距的首選方法，單端測距只是在雙在繼保信息系統中，雙端測距是故障測距的首選方法，單端測距只是在雙端測距條件不具備時的備選方案。單端測距的方法很多，如阻抗法、分析法端測距條件不具備時的備選方案。單端測距的方法很多，如阻抗法、分析法等。下面簡單介紹一下阻抗法的基本原理。阻抗法通過計算得到短路點到線等。下面簡單介紹一下阻抗法的基本原理。阻抗法通過計算得到短路點到線路一側的阻抗值，用這一阻抗值除以單位長度線路阻抗即可得到故障點位置。路一側的阻抗值，用這一阻抗值除以單位長度線路阻抗即可得到故障點位置。 圖圖3 線路故障說明線路故障說明 在圖在圖3中，設故障錄波裝置裝在線路中，設故障錄波裝置裝在線路M

27、側，其電壓（工頻量）為側，其電壓（工頻量）為Um，由母線流向線路的電流為，由母線流向線路的電流為Im。則阻抗的計算公式。則阻抗的計算公式為：為： 為使為使Zm等于故障點到母線等于故障點到母線M的線路阻抗（正序阻抗），對于三相短路或的線路阻抗（正序阻抗），對于三相短路或相間短路，相間短路，即相間電壓；，即相間電壓；， 即為同名相的兩相電流之差。因此，單回線單端即為同名相的兩相電流之差。因此，單回線單端測距分兩步進行，一是進行故障選相，判斷出故障類型和故障相，二測距分兩步進行，一是進行故障選相，判斷出故障類型和故障相，二是根據故障類型和故障相計算出是根據故障類型和故障相計算出Um和和Im并利用上式

28、計算出故障點并利用上式計算出故障點距距M母線的阻抗，最后用這一阻抗值除以單位長度線路阻抗即可得到故母線的阻抗，最后用這一阻抗值除以單位長度線路阻抗即可得到故障點位置。障點位置。 3.3.1 3.3.1 單回線測距單回線測距雙端測距雙端測距如圖4，若以線路M(N)端的電壓，電流作為邊界條件，參考式（6），可以推出以此端表示的線路任一點x的電壓方程：其中，012表示對正、負、零序量都有上兩式存在。 圖圖4 故障線路示意圖故障線路示意圖設線路全長為設線路全長為l，假定距離，假定距離M端的端的F處發生故障，則處發生故障，則M和和F之間的任一點可以用之間的任一點可以用M端的電壓，電流表示；同理，端的電壓

29、，電流表示；同理，N和和F之間的任一點也可以用之間的任一點也可以用N端的電壓，電端的電壓，電流表示。所以故障點處的電壓可以用兩端的電氣量表示為：流表示。所以故障點處的電壓可以用兩端的電氣量表示為： 3.3.2 3.3.2 雙回線測距雙回線測距 由于同桿雙回線公用桿塔，所需出線走廊窄，具有占用良由于同桿雙回線公用桿塔，所需出線走廊窄，具有占用良田少，節省投資和建設速度快地等特點，經濟效益顯著。我國田少，節省投資和建設速度快地等特點，經濟效益顯著。我國在在220kv及以上電壓等級采用的也逐漸增多。及以上電壓等級采用的也逐漸增多。 對于雙回線，如對于雙回線，如果不發生跨線故障并認為兩回線之間的影響對

30、稱，則可簡化當果不發生跨線故障并認為兩回線之間的影響對稱，則可簡化當作單回線處理。如果全面考慮雙回線故障，則其種類達作單回線處理。如果全面考慮雙回線故障，則其種類達120種，種，其中接地故障其中接地故障63種，不接地故障種，不接地故障57種；單回線故障種；單回線故障22種，跨線種，跨線故障故障98種。種。 與單回線測距類似，測距的第一步必須把相互之間與單回線測距類似，測距的第一步必須把相互之間存在耦合關系的相方程經變換轉化為不存在耦合關系的序分量，存在耦合關系的相方程經變換轉化為不存在耦合關系的序分量，然后就可以采用某一序分量（一般是正序分量）用前面的方法然后就可以采用某一序分量（一般是正序分

31、量）用前面的方法進行雙端測距。由于雙回線的特殊性，當發生跨線故障時，用進行雙端測距。由于雙回線的特殊性，當發生跨線故障時，用單端測距法也可以避免過渡電阻的影響，得到精確的故障位置。單端測距法也可以避免過渡電阻的影響，得到精確的故障位置。3.4 3.4 故障測距的具體意義和要求故障測距的具體意義和要求3. 4. 1 故障測距的具體意義故障測距的具體意義 概況起來，輸電線路故障測距的意義主要包括以下幾個方面：概況起來，輸電線路故障測距的意義主要包括以下幾個方面： （1）對于永久性故障，準確的故障測距結果能夠幫助巡線人員快速查找故障點，及）對于永久性故障，準確的故障測距結果能夠幫助巡線人員快速查找故

32、障點，及時排除故障，快速恢復供電，提高供電可靠性和連續性，減少停電帶來的巨大經濟時排除故障，快速恢復供電，提高供電可靠性和連續性，減少停電帶來的巨大經濟損失和巡線所耗費的大量人力、財力、物力。損失和巡線所耗費的大量人力、財力、物力。 （2）對于瞬時性故障，準確的故障測距有助于分析故障原因，發現絕緣隱患，從而）對于瞬時性故障，準確的故障測距有助于分析故障原因，發現絕緣隱患，從而采取積極的預防措施，避免形成永久故障，節約檢修時間和費用。采取積極的預防措施，避免形成永久故障，節約檢修時間和費用。 （3）如果故障測距算法精度高，運算量小，那么故障測距本身就可以作為距離保護）如果故障測距算法精度高，運算

33、量小，那么故障測距本身就可以作為距離保護的元件，從而對提高保護性能、保證系統安全運行有重要的意義。的元件，從而對提高保護性能、保證系統安全運行有重要的意義。3. 4. 2 故障測距的要求故障測距的要求在不同場合，對故障測距的要求也不盡相同。但是要滿足現場應用的需要，對算法在不同場合，對故障測距的要求也不盡相同。但是要滿足現場應用的需要，對算法有以下幾點基本要求：有以下幾點基本要求： （1）可靠性）可靠性 要求在故障發生后能可靠地進行測距，無論何種故障類型和故障條件，不能因為要求在故障發生后能可靠地進行測距，無論何種故障類型和故障條件，不能因為測距方法內在缺陷出現測距結果的發散情況。而在無故障情

34、況下，不能錯誤地啟動測距方法內在缺陷出現測距結果的發散情況。而在無故障情況下，不能錯誤地啟動故障測距。故障測距。 （2）準確性）準確性 保護裝置中，為了滿足繼電保護的技術要求，除了測距的精度外，更注重的則是保護裝置中，為了滿足繼電保護的技術要求，除了測距的精度外，更注重的則是如何快速地得到這一結。而在繼電保護信息管理系統中，由于是離線（或準在線）如何快速地得到這一結。而在繼電保護信息管理系統中，由于是離線（或準在線）系統，對于時間無嚴格要求，所以更注意的是測距精度，沒有足夠的準確性就意味系統，對于時間無嚴格要求，所以更注意的是測距精度，沒有足夠的準確性就意味著測距失敗。著測距失敗。3.4.2

35、3.4.2 故障測距的要求故障測距的要求 （3）實用性）實用性 要求故障測距算法不受故障類型、系統運行方式、過渡電阻及其故障距離等要求故障測距算法不受故障類型、系統運行方式、過渡電阻及其故障距離等的影響，在各種情況下均能獲得較高的精度。在實際使用中，能減少人的工作的影響，在各種情況下均能獲得較高的精度。在實際使用中，能減少人的工作量，方便易用。量，方便易用。 （4）經濟性）經濟性 易于實現，且轉化成裝置時對元件、材料等要求適當，成本低，生產的測距易于實現，且轉化成裝置時對元件、材料等要求適當，成本低，生產的測距裝置物美價廉，運行維護費用低，能夠推廣使用。裝置物美價廉，運行維護費用低，能夠推廣使

36、用。要滿足現場應用的需要，對故障測距提出了如下要求：要滿足現場應用的需要，對故障測距提出了如下要求： 1. 故障測距必須能夠適應各種結構和配置的電力系統：故障測距必須能夠適應各種結構和配置的電力系統： 高壓輸電線路的故障測距方法可以簡單地歸納為單端法和雙端法。高壓輸電線路的故障測距方法可以簡單地歸納為單端法和雙端法。 單端法只用線路一側的電壓、電流的測量值，在理論上無法克服過渡電阻的影單端法只用線路一側的電壓、電流的測量值，在理論上無法克服過渡電阻的影響，需要在測距算法中做一定的假設。同時，對端系統阻抗的變化也是影響這響，需要在測距算法中做一定的假設。同時，對端系統阻抗的變化也是影響這類算法計

37、算精度的一個重要因素。這種方法也可能受偽根的影響而得到不正確類算法計算精度的一個重要因素。這種方法也可能受偽根的影響而得到不正確的結果。盡管許多學者對單端法存在的問題提出了一些修正和改進算法，但這的結果。盡管許多學者對單端法存在的問題提出了一些修正和改進算法，但這些算法比較復雜，且需要準確知道線路另一側系統阻抗或進行一些近似，所以些算法比較復雜，且需要準確知道線路另一側系統阻抗或進行一些近似，所以在很多情況下精度難以保證。單端法的好處是對兩側系統的要求較低，在系統在很多情況下精度難以保證。單端法的好處是對兩側系統的要求較低，在系統的量測比較薄弱時采用。的量測比較薄弱時采用。 而雙端法則在原理上

38、完全不受過渡電阻（阻抗）的大小、性質及雙端系統阻抗而雙端法則在原理上完全不受過渡電阻（阻抗）的大小、性質及雙端系統阻抗的影響，可以保證測距精度。而且隨著研究的深入，現在的算法已經可以在雙的影響，可以保證測距精度。而且隨著研究的深入，現在的算法已經可以在雙端數據不同步的情況下消除測距方程的偽根，得到比較精確的測距結果。端數據不同步的情況下消除測距方程的偽根，得到比較精確的測距結果。3.4.2 3.4.2 故障測距的要求故障測距的要求2.2. 故障測距必須考慮采用合適的線路模型：故障測距必須考慮采用合適的線路模型： 在電力系統穩態分析一般采用集中參數的線路模型。在故障測距分析中發現，在電力系統穩態分析一般采用集中參數的線路模型。在故障測距分析中發現，對于較短的輸電線路，采用集中參數的線路模型，誤差不大，但隨著輸電距離對于較短的輸電線路，采用集中參數的線路模型，誤差不大，但隨著輸電距離的加大，計算誤差也隨之加大，對于的加大，計算誤差也隨之加大，對于500KV500KV長距離輸電線路，則更是如此。所以長距離輸電線路，則更是如此。所以故障測距必須能夠適應各種長度的線路。故障測距必須能夠適應各種長度的線路。3.3. 故障測距必須能夠適應多種類型的故障：故障測距必須能夠適應多種類型的故障： 電力系統中發生的故障多種多樣