500kV输电线路故障定位与故障综合分析
±500kV兴安直流线路故障统计分析
±500kV兴安直流线路故障统计分析摘要：±500kV兴安直流输电系统作为西电东送的直流大通道之一，从投入运行到现在，多次因直流线路故障使直流保护动作而导致直流线路跳闸，直接影响了主网的负荷输送，本文通过统计由直流线路跳闸情况，分析兴安直流运行的平稳性与直流线路故障时故障极电流的特性。
关键词：西电东送；直流线路保护；直流线路跳闸；直流线路故障极电流0、引言±500 kV 兴安直流输电系统是南方电网第3 条西电东送直流大通道，工程起点为贵州黔西南的兴仁换流站，落点为广东的深圳宝安换流站，输电线路全长1194 km，输送容量为双极3000 MW。
该直流输电极2系统于2007年6月21日调试结束投入运行，同年12月22日实现双极投运。
1、兴安直流保护的配置情况及保护原理简介兴安直流线路配置的保护有：直流线路行波保护（WFPDL）、直流线路电压突变量保护（27du/dt），直流线路纵差保护（87DCLL），以及直流线路低电压保护（27DCOP），直流线路低电压保护由于保护逻辑未完善，在保护动作过一次之后暂时闭锁。
上述保护的动作后果均为启动直流线路故障恢复顺序。
1.1直流线路行波保护（WFPDL）当直流线路上发生故障时，行波保护通过直流线路电压和电流的变化率检测线路故障[1]，其检测的范围从整流器端平波电抗器线路侧到逆变器端平波电抗器线路侧之间的线路。
行波保护判据：du/dt>40kV/0.15ms（1）&?UdL>200kV/10ms（2）&?IdL>1350A（3）动作时间：无延时。
1.2 直流线路电压突变量保护（27du/dt）直流线路电压突变量保护是由突变量检测元件检测故障，对欠电压以及直流线路电压的变化率进行评价，同时为防止暂态下误动作而延时一段时间动作的保护。
电压突变量保护判据：du/dt>50kV/0.15ms（4）&UdL<125kV（5）动作时间：110ms。
500kV输电线路检修中存在的问题及改进措施
500kV输电线路检修中存在的问题及改进措施摘要：伴随着经济的发展，作为电能输送环节的重要一次设备，现在500kV输电线路已经越来越错综复杂，检修问题也随着变得复杂。
如何提升500kV输电线路的检修效率和检修质量，已经成为省检公司线路检修人员的重点思考问题。
本文首先分析了500kV输电线路目前的检修现状，对其中存在的问题进行了讨论，并提出了改进措施，希望可以提升线路的检修效率和水平。
关键词：500kV输电线路；检修；问题；改进措施1引言电力已经成为人民生活中必不可少的一部分，所以电力系统是否稳定高效运行关系到我国人民生活。
输电线路是电力系统重要组成部分，而随着电力系统不断改革，输电线路显得越来越复杂，其检修存在问题也越来越多，提高500kV输电线路检修技术是输电线路稳定运行的重中之重，所以在500kV输电线路检修实践过程中，发现问题并提出解决意见对提高输电线路高效运行无比重要，检修技术人员要特别重视。
所以我们要对现下用电安全形势，结合500kV输电线路检修，对500kV输电线路检修技术进行分析探索，找出问题，提出改进意见，为我国500kV输电线路运行贡献自己一份力量。
2我国500kV输电线路检修主要内容在我国对输电线路状态检修的实践过程中表明，550kV输电线路状态检修可对提高检修效果有着巨大作用，特别是对提高输电线路预测能力和监控能力效果明显，这两项能力对于550kV输电线路设备运行有良好效果，输电线路网络稳定高效运行的保证。
所以我们将对550kV输电线路状态检修技术的这两方面内容进行具体分析。
1）对550kV输电线路全程监测技术在我国，地理环境多变，而且550kV输电线路运行容易受到恶劣地理环境影响，由于电力需要输送到全国各地，所以我国有相当一部分输电线路处于恶劣化境之中，容易受到恶劣环境破坏。
所以我们应该对输电线路检修方式加以重视，对500kV输电线路监控工作要做到位。
对于监控工作而言，我们应该通过对输电线路维修实际情况，安排维修人员进行巡查，重点对于输电线路故障频发区进行巡查，而且要对输电线路维修实践进行数据记录，利用可以利用的技术手段，确保对整个输电线路监测正常实行。
500kV输电线路运维风险及解决措施解析
500kV输电线路运维风险及解决措施解析摘要：500kV输电线路在电力系统中是主要的电能输送构成部分，输电线路的运行和维护状况对电力系统的运行起着决定性的作用，必须采取科学的措施，建立稳定的输电线路，保证输电线路的安全，为用户的生活提供便利。
假如输电线路出现问题，会发生大范围的停电事故，严重影响到居民的日常生活及工作。
所以，为了创造一个和谐、稳定的生活环境，务必要做好输电线路的维护工作，保证输电线路的安全和稳定，为人们创造一个良好的工作环境与生活环境。
关键词：500kV；输电线路；运维风险；解决措施1.500kV输电线路的主要运维风险因素分析1.1自然因素第一，自然因素引起的故障问题。
由于我国电力系统的输电线路，大部分都会被直接架设在空中，长期裸露在空气当中，极易被自然因素所侵蚀，如雨雪天气因素等，引起安全问题的发生，严重时还会影响到地区电力系统的正常运行。
第二，自然灾害引起的故障问题。
大部分输电线路在日常运行过程中长期裸露在空中，极易遭受雷击等灾害的损害，会对输电线路造成较大损坏，导致输电系统的大面积瘫痪。
第三，小动物误入输电线路站房也会导致相应故障问题发生。
如果配电站房的门窗密封不严格，就可能会引起小动物误入配电站房现象发生，进而影响到输电线路运行的安全性和稳定性。
1.2人为因素第一，在输电线路工程建设施工时，由于受到地形因素的影响，其架设路径常常会与道路、树木或建筑物等发生冲突，从而导致实际架设时发生线路安全距离较小等情况，在运行过程中很容易发生安全问题，不利于输电线路的安全稳定运行。
第二，交通故障引起的输电线路故障。
有时输电线路常常需要架设在交通事故多发区域，所以当发生车时就会对输电线路造成损坏，造成故障问题发生。
第三，市政工程施工因素。
在城市的市政工程以及其他工程建设过程中，有时会与输电线路建设工程发生冲突，这就就会对原有的输电线路进行改造架设工作，并且在工程施工过程中，极易对低下线缆等造成损害，给故障问题的发生留下了隐患。
500kV超高压输电线路风偏故障分析和措施
（ 三 ）拉 线 固定 法
对于偏僻山区或行人较少的地区已运行 的输电线路 ，如果该 区域风 力特别强 ，风偏闪络经常发生 ，若采取上述措施和方法后 ，效果仍不明 显 ，可以采取在导线侧打绝缘拉线 的方法以稳 固导线 ，这种方法 只能作 为临时 ｌ 生的防范措施 ，缺点是 占地面积较大 ，安全防范措施成本高。 （ 四 ）塔 窗横向弹性支撑 法 塔窗紧凑 的输电线路在强风的作用下极易发生风偏跳 闸，可以采取 在导线与塔窗之 间增加绝缘子串的方法来稳固导线 ，使导线在强风的作 用下不宜发生位移 ，保持足够的空气 间隙。此种方法适用于上 、下排列 的 杆塔 形 式 。 以上 是 针 对 导线 对 杆塔 构 件 放 电 （ 是 线 路 发生 风 偏 跳 闸 的 主要形式 ）采取 的措施。进行线路技术改造后 ，应结合线路所经区域 的 气象条件 ，进行一次全面的风偏间隙校核 ，不满足要求的应立 即采取整 改 措施 。
一
、
风 偏 闪络 规 律 及 特 点
致 的。
（ 一 ）风 偏 闪络 多发 生 在 恶 劣 气候 条 件 下
通过对几年来各地区线路风偏闪络的分析可以看 出，线路发生风偏 跳闸时，该区域均有强风出现 ，且大多数情况下还伴有大暴雨或冰雹 ， 并出现 了中小尺度局部强对流天气 ，导致强风 （ 也称飑线风 ）的形成 ， 这种风常发生在局部 区域和局部地带 ，范围从几平方千米至十几平方千 米 ，瞬时风速可达到 ３ ０ ｍ ／ ｓ以上 ， 生成快 、 消失快、阵发性强 ，持续时 间在数十分钟 以内，且常伴有雷雨和冰雹。这样 ，一方 面，在强风作用 下 ，导线 向塔身 出现一定 的位移和偏转 ，使空气放电间隙减小 ；另一方 面 ，降雨或冰雹降低了导线与杆塔 间隙的工频放 电电压 ，二者共同作用 导 致 线路 发 生 风偏 跳 闸 。
500kV超高压输电线路鸟害故障分析
500kV超高压输电线路鸟害故障分析关键词：500千伏；输电线路；鸟害防治1鸟害故障的类型和成因根据相关地区500千伏输电线路鸟害故障的形成机理，可以把鸟害故障归纳为：鸟类筑巢引发的故障、猛禽捕食引发的故障、鸟类泄粪引发的故障以及其他类引发的故障等四个类型。
1.1筑巢类即鸟类在相关地区500千伏输电线路上筑巢引发跳闸，肇事鸟主要有喜鹊、八哥、鹞子等。
该类故障的成因主要有以下两方面：（1）鸟类筑巢时叼着树枝、铁丝、绳索、柴草杂物等在线路附近往返，此时杂物可能会飘落在横担与导线之间，或是挂在绝缘子串上面，引起空气间隙距离过小造成线路接地故障。
（2）鸟类在杆塔上的筑巢位置太过靠近导线与绝缘子。
很多鸟类特别喜爱在绝缘子挂点上方筑巢，当鸟巢较为蓬松，会有杂草、铁丝或细绳等杂物垂落接近导线，致使距离不足而放电。
特别遇到大风或暴雨天气时，鸟巢更容易被风吹落、搭挂在导线或绝缘子上而造成线路故障。
1.2猛禽类各类猛禽在500千伏输电线路杆塔上猎食小动物引发跳闸，肇事鸟主要有老鹰、猫头鹰、鹞子等。
该类故障的成因是：当猛禽捕获食物后，在导线上方的横担部位啄食小动物时，它叼住食物甩动颈部的动作或是进食导致小动物的肠子内脏流出等因素，都可能短接到线路或绝缘子，造成线路故障。
1.3泄粪类鸟类排泄粪便引发跳闸，肇事鸟主要有：以鱼虾为食的水鸟、野鸭、鹤、鱼鹰、喜鹊等。
该类故障的成因主要有以下两方面：（1）鸟粪闪络。
当鸟类在绝缘子悬挂点附近的横担处排便时，高导电率的鸟粪将短接部分空气间隙，而造成闪络。
此种类型鸟害故障在500kV及以下电压等级的线路较为常见，这是由于绝缘子串的长度较短，空气间隙较小的缘故。
鸟粪闪络之前没有任何前兆，无法提前判断，有很强的隐秘性。
只能在事后寻找故障的时候根据鸟粪痕迹做判断下结论。
（2）鸟粪污闪。
当鸟类粪便黏垂在绝缘子表面时，遇潮湿气候和雨雾的天气，有可能造成成沿绝缘子表面闪络的故障。
1.4其他类除以上所述的几种故障类型之外，其他的鸟害故障统称为其他类故障。
一起500kV线路故障分析及建议
草 、枯枝 、枯落叶 、枯立木 、大枝 、腐殖 质等。 由于
当时气温高 、降水少 、相对湿度小 ，且 农户在 自家玉 米地 焚烧秸秆 做肥料 时 因大风控制不住火 势而引发山
火。
匀的电场 中获得的 电荷量也就越大 ，也就越容 易引起
线路跳 闸。
３２ 线路跳闸原 因 ．
３ ． 高温降低 了空气的绝缘 强度 ．１ ２ （） 气的绝缘 强度 （ １空 绝缘水平 ）是指 它产生放 电时 的击穿 电场 强度或放 电电压来衡量 。 （） 气击穿的物 理过程 ：电子碰 撞 电离 、 电子 ２空
路通道 良好 。１时４ 分 工作站针对故障分析出的重点 ４ ０
区段 ，进 行巡视 。１ ：０ ，在巡视 人员巡视￣ ＃ ６ ９２ 分 Ｊ １ １９
时 ，发现≠ ７ 杆塔周 围有火烧痕迹 且距离杆塔 ｌ Ｏ ≠ ０ １ Ｏ ｍ 上 山坡火还在燃 烧。经向林业公安 、林业站 及周围群 众 了解情 况得知 ，农 户在 自家玉 米地焚 烧秸秆 做肥 料时 ，由于风大控 制不住火 势 引发 山火 ，１ ：０ ４２ 分左 右烧至≠ ７ 塔 ，到２ 日凌晨 １ ｝０ ｌ １ 点才将 山火扑灭 。经登
溪变主二保护Ｎ￣ ８ ．７ｋ Ｅ ８９ ７ｍ吻合 ，距离５ ０ Ｖ ０ ｋ 墨江变 ３ ． ５ ｍ，与墨江变主一保护测距４ ． ｍ吻合。山火 ９ ３ｋ ８ ２ｋ ６ 烧过＃ ７ 的时间与两端变 电站保护动作时间吻合，因 １０ 而判定故障点为５ ０Ｖ玉墨 Ｉ、 Ⅱ回线＃ ７ 塔 。 ０ｋ １０
杆检查 ，５ ０ Ｖ玉墨 Ｉ ０ｋ 回线＃ ７ 塔身 、Ｂ １０ 相导线及防 震锤 有烟熏 痕迹 ，根据≠ ７ 发 生 山火 的事实 ，普洱 ｝ ０ １ 站查阅 图纸 ，＃ ７ ￣离５ ０ Ｖ玉溪变８ ． ２ ｍ，与玉 １０ ０ｋ ８ ５ｋ ６
500kV超高压输电线路架空导地线频繁断股原因分析
500kV超高压输电线路架空导地线频繁断股原因分析随着我国电力工业的迅速发展和电力需求的增长，超高压输电线路作为电力传输的重要手段，得到了越来越广泛的应用。
在实际运行中我们却常常会遇到架空导地线频繁断股的问题，这不仅影响了输电线路的稳定运行，也带来了一定的安全隐患。
那么，究竟是什么原因导致了这一问题的频繁发生呢？本文将对500kV超高压输电线路架空导地线频繁断股的原因进行深入分析。
一、气候变化气候变化是架空导地线频繁断股的重要原因之一。
在我国的一些地区，气候条件非常恶劣，如台风、暴雨、冰雪等极端天气频繁发生。
这些极端天气往往会给输电线路的架空导地线带来很大的影响，导致其断股。
台风是导致输电线路架空导地线断股的主要气象灾害之一。
在台风季节，强风、暴雨常常会导致输电线路受损，尤其是在一些高海拔、山区等地区，受台风影响更加严重。
我国一些地区的冰雪天气也会导致输电线路的架空导地线断股，严重影响输电线路的运行稳定性。
二、设备老化设备老化是导致输电线路架空导地线断股的另一重要原因。
随着输电线路的使用时间不断增加，其中的设备也不可避免地会出现各种老化问题，例如导地线的锈蚀、断裂等情况。
在我国一些地区，输电线路的设备采用的是传统的钢芯铝绞线导地线，这种导地线在长时间使用后容易出现老化故障，造成断股现象。
一些输电线路的设备维护工作不到位，也会加速设备的老化，并导致架空导地线频繁断股。
三、外力破坏外力破坏也是导致架空导地线断股的重要原因之一。
在一些地区，由于环境恶劣、人为破坏等原因导致输电线路受到外力冲击，架空导地线就容易受损，甚至断股。
在山区、高原等地区，由于地形地貌复杂，并且有大量的植被，一些输电线路的架空导地线很容易受到外力的破坏，例如树木折断、岩石坠落等造成的外力冲击。
有些人为破坏也是导致输电线路架空导地线断股的重要原因之一，例如盗伐、盗窃等行为都会给输电线路的设备造成破坏，导致断股现象的发生。
四、设备选材问题设备选材问题也是导致输电线路架空导地线频繁断股的重要原因之一。
500kv超高压输电线路鸟闪故障分析及处理措施浅谈
500kv超高压输电线路鸟闪故障分析及处理措施浅谈摘要：本文介绍一起500kv超高压输电线路鸟闪故障，从设备故障点查找，地理和周边环境情况进行分析，认为区段处于永年洼地，随着永年湿地保护区建设，该区段鸟类活动越来越频繁，鸟闪为导致此次故障的主要原因，提出加强防鸟装置的研究、加强鸟害区段绝缘子表面脏污情况的观察等5项防范措施，并对输电线路防鸟害工作提出建议。
关键词：超高压；输电线路；鸟闪：跳闸500kV辛彭线起自辛安变电站北侧架构东起第三间隔，终止于彭村变电站。
途经河北省的肥乡县、永年县、鸡泽县、南和县、任县、隆尧县6个县市，26个乡镇，110个村庄。
线路全长106.051km。
1故障概况2011年2月4日23时35分，500kV辛彭线B相跳闸，重合成功。
辛安站#53故障录波器测距8.635km，931保护测距15.7km，603保护测距16km，彭村站故障测距105.3公里。
避雷线辛安站-N242两侧采用GJ-80地线、N242-N253两侧采用JLB40-95地线，采用分段绝缘中间一点接地。
N253-彭村站与500kV蔺彭线同塔并架，左侧采用OPGW光缆作为地线，右侧使用JLB40-185地线，采用中间一点接地的方式布置。
1.1线路的绝缘配置:耐张塔：辛安站端出线档使用大连产XWP-160型瓷绝缘子，其他采用CA-884EY和CA-589EZ、XWP-210型瓷绝缘子；终端塔、耐张塔引流串共25基采用FXBW-500/100型合成绝缘子。
直线塔：采用FXBW-500/160、FXBW-500/180型合成绝缘子和大连电瓷厂产 XWP-160型瓷绝缘子。
1.2故障前情况天气情况：故障时当地为晴天、无风，天气良好。
运行情况：故障前500kV辛彭线为正常运行方式。
2故障点查找及原因分析2.1故障点查找及应急处理情况2月5日早晨07时，人员开始逐基登塔查找故障点，查找范围为N1-N55，上午未发现线路存在异物、外破等异常情况。
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i2(kA)
0
-2 0
X1
X2
100
X3 Y1 X4 Y2 X5
300
500
采样点序列n
700
800
图1 某线路A相接地故障故障相电流波形仿真图
基本原理：
it (k ) i(k ) i(k N )
稍作改动： it (k) | i(k) i(k N ) | | i(k N ) i(k 2N ) | 判别依据： 连续三个点超过门槛值
U M1 e j U N1 cosh(1 ) l I N1 Zc sinh(1 ) l (1)
I M1 e j
U N1 sinh(1 ) l
I N1 cosh(1 ) l
(2)
Zc
1 arctanh I N1U M1 I M1U N1 1
l
U
N1U Zc
M1
I
N1
I
M1
点|it (k)| 具有随机性。
解决方法:提出基于相电流突变量的故障起始点七点检测法。
基于故障录波数据的故障起始点检测算法
二、改进的相电流突变量检测算法
当B中至少有三个点满足条件时，此时认为故障起始点位 于|it (k 3)| 对应的采样点处或之前，否则认为在其之后。
当组合B满足条件时，如表1。
故障定位算法分为单端及双端故障定位，单端法测距精度有限， 双端故障定位测距精度更高；
双端故障定位算法准确定位的基础之一是获取误差较低的电气 信息量，无GPS同步时钟装置时，准确的故障起始点检测算法 可提供近似的同步电气信息量。
基于故障录波数据的故障起始点检测算法
一、传统相电流突变量检测原理
4
2
500kV输电线路故障定位与故障综合分析
答 辩 人： 指导教师：
高厚磊 教授
山东大学电气工程学院 2016.5
复旦大学
目录
背景简介 基于故障录波数据的故障起始点检测算法 基于故障录波数据的故障测距实用方法 故障综合分析 软件开发 结论与展望
背景简介
500kV电网构成电力系统基本骨架，故障发生后保护正确的动 作及快速准确的故障定位，有着重要的经济意义及社会价值；
由此可得：n Im[(1 ) ]；
式（5）中，e2m jnx C jD，等式左右两侧相角相等可以得到 2nx arctan D ，
C
则可以求得故障距离计算公式为：
x 1 arctan D
2n
C
基于故障录波数据的故障测距实用方法
二、双端非同步故障定位结果汇总
线路名称
表3 双端非同步故障定位结果汇总
基于故障录波数据的故障测距实用方法
三、双端近似同步故障定位
长度 故障录波器 巡线 双端非同步
维泽线
62.249
26.15
25.951
26.42
陵滨线 益川I线 济淄II线
129.972 80.753 72.390
39.12 74.04 48.56
45.475 68.44 52.12
48.87 69.06 51.00
聊长II线
74.261
35.43
40.36
41.21
δ -2.37 5.90 -3.15 -3.50 0.92
表4 双端非同步故障定位误差（100%）
线路名称 故障录波器 双端非同步
维泽线
0.320
0.753
陵滨线
4.890
2.612
益川I线
6.935
0.991
济淄II线
4.918
1.547
聊长II线
6.639
1.145
结论：双端非同步故障定 位较之于传统的故障录波 器定位的结果误差较小， 定位精度高，可靠性强。
U MF1 U M1 e j cosh(1 ) x I M1 Zc sinh(1 ) x
U NF1 U N1 e j cosh(1 ) (l x) I N1 Zc sinh(1 ) (l x)
(3) (4)
且
cosh sinh
x x
ex ex
ex 2 ex 2
在F处 U MF1 U NF1 ，带入上述方程，则有如下等式：
基于故障录波数据的故障起始点检测算法
二、改进的相电流突变量检测算法
2
0
Ib/KA
-2
-4 300
Ib
350
400
450
500
采样点序列号
图2 益都站B相电流放大波形图
现状：山东电网故障录波器故障录波时采样频率3.2kHz，检 测误差一个点，电角度偏差5.625°。
影响因素：故障发生时刻不同，故障发生之后的一个或几个
Zc
将误差归算系数 带入到上述方程（1）中，可以求得不同步角度 为：
arg U N1 cosh(1 ) l I N1 Zc sinh(1 ) l
U M1
基于故障录波数据的故障测距实用方法
M
F
x
•
•
UM
IM
N
l-x
•
•
IN UN
图3 双端供电系统故障工况示意图
如图3，当线路F处发生故障时，采用电压电流正序量，根据传输线方程，则：
变电站名
益都站 淄川站 潍坊站 大泽站 聊城站 长清站 陵县站 滨州站 济南站 淄博站
传统
375 362 371 650 381 357 703 679 368 650
改进
372 361 371 649 380 357 702 679 368 650
人工查找
372 361 371 649 380 357 702 679 368 650
结论：改进的相电流突变量检测算法检测故障起始点效果良好。
基于故障录波数据的故障测距实用方法
一、双端非同步测距算法
如图2，输电线路采用分布参数且给定，假设M、N两端电气量数据不同步角
度为 ，线路误差归算系数为 。
M
N
l
•
•
UM
IM
•
IN
•
UN
图2 双端供电系统稳态运行示意图
采用电压、电流正序量，根据传输线方程，则：
表1 改进的故障起始点检测算法
A (0，1，0)或（0,1,1）
（0,0，1）
B 满足 满足
（0,0,0）
（0,1,1,1） （1，X,X,X）
基于故障录波数据的故障起始点检测算法
三、改进的相电流突变量检测算法与传统算法的结果对比
表2 相电流突变量检测法运行结果表
线路名称 益川I线 维泽线 聊长II线 陵滨线 济淄II线
e2(1 ) x e2m jnx (U N1 I N1 Zc )e(1 ) l (U M1 + I M1 Zc )e j C jD
(5)
(U M1 I M1 Zc )e j (U N1 I N1 Zc )e(1 ) l
基于故障录波数据的故障测距实用方法
式（5）中，m、n均为实数，则2(1+) x 2(m jn)x ，