[发明专利]一种超特高压输电工程线路故障成因辨别方法及系统

说明书

本发明涉及一种超特高压输电工程线路故障成因辨别方法及系统，其中，故障定位方法通过判断杆塔雷击电流的幅值强度，确定故障点锁定塔；故障成因辨别方法根据故障定位方法确定的故障点，首先确定故障是否由继线引起，其次在不是继线而是闪络引起的情况下，判断是工频过电压、操作过电压还是雷电过电压引起的闪络，最后不是过电压引起闪络的情况下，判断绝缘子或者绝缘串上闪络的类型。故障成因辨别系统包括变电站过电压监测装置和杆塔雷电监测装置，其中变电站过电压监测装置用于判断引起输电工程线路故障的闪络的成因是工频过电压、操作过电压还是雷电过电压，杆塔雷电监测装置用于确定输电工程线路故障点锁定塔。

技术领域

本发明涉及电网安全与防护应用领域，并且更具体地，涉及一种超特高压输电工程线路故障成因辨别方法及系统。

背景技术

我国超特高压输电工程线路故障，即超特高压输电工程线路跳闸是影响电力系统安全稳定运行的主要原因。面对超特高压输电工程线路跳闸事件，主要是单相接地、两相接地或三相接地故障，现场运行人员和科研工作者须要解决两个问题：一是确定引起线路故障的具体短路放电点位置——工程线路故障定位，二是根据短路放电点的位置等特征分析研究确定引起本次故障的成因是工频过电压、操作过电压还是雷击过电压造成的闪络，或者是污闪、冰闪还是雨闪造成的闪络。

目前流行的超特高压输电工程线路故障定位和成因分析工具是行波记录仪，即利用安装在线路两端变电站/开关站的行波记录仪监测的电压电流波信号进行定位。具体原理是根据故障点短路形成的电压电流负发射波传向线路两端的行波记录仪的时间差来确定故障点离线路中心点的距离。但是由于线路两端行波记录仪GPS时钟的同步误差以及线路实际的弧垂和档距内长度难以准确计算，导致该方法的定位误差极大，更不能判断是两基杆塔间还是杆塔处发生的短路闪络，为故障寻线造成非常大的困扰。另外，有时由于传统行波记录仪的采样频率较低，容易漏掉短路时的关键信息，对事故成因的判断不能提供足够的信息。

2012年以来，我国部分高压架空输电线路上装设了输电工程线路雷击在线监测系统。该系统是在线路的3相导线上每隔20km左右装设一套雷击电流的测量装置，根据测量获得的高频的雷击电流脉冲信号，推断线路是否遭受雷击绕击或反击，从而可以判别故障跳闸是否是雷击引起。该方法的定位精度较行波记录仪明显提高，但是无法确定遭受是发生在杆塔处还是两基杆塔的中间。因为该系统是测量线路导线中流经的电流，无法测量其上的电压，故不能分析判断线路故障时刻工频过电压和操作过电压的水平，所以对线路故障成因的判断不准确。

综上所述，以往的行波测距仪和装设在输电工程线路中间的3相导线上的输电工程线路雷击在线监测系统，虽然能够用作线路故障短路点的定位手段，但是这种间接的测量方法因离故障点的位置一般较远，测量的精度和可靠性存在不足。特别是不能识别闪络点是发生在杆塔处还是两基杆塔的档距中央，对于超特高压输电工程线路寻线定位故障点造成了不少的障碍，以及增加故障点定位人为出错的概率。另外，超特高压输电工程线路短路点可能是工频过电压、操作过电压或雷电过电压引起的，也可能是绝缘子(串)淋雨、覆冰或污闪引起的，还有可能是档距中央的断线或雷击档距中央地线引起的档距中央地线反击引起的。目前行波测距仪只能判断是否是工频过电压、操作过电压引起的故障，不能判断是否是雷电或其他原因引起的故障，装设在线路中间3相导线上的“电网架空线路雷击在线监测系统”只能判别是否是雷电引起的闪络跳闸，以及雷击闪络的类型。

发明内容

为了解决背景技术存在的无法全面准确判断输电工程线路故障成因的问题，本发明提供一种超特高压输电工程线路故障成因辨别方法，所述方法包括：

步骤1、通过测量输电工程线路杆塔上每个测点的电流的幅值强度以及判断杆塔上测点的电流的方向，确定输电工程线路故障是发生在一基杆塔上，还是两基杆塔的中间；

步骤2、当故障发生在两基杆塔之间时，根据所述两基杆塔之间的输电线的断线状态确定故障类型是断线或者闪络，当故障发生在一基杆塔时，确定故障类型是闪络；