输电能重要的任务，而且同时它又是电力系统中发生故障最频繁的地方。

随着国内电力市场的快速发展，当代电力系统结构的越来复杂，输电线路的运送容量和电压等级的不断提高，远距离的输电线路越来越多，电力系统运行的输电线路故障，对工农业的生产和广大人民群众的日常生活带来的危害也很是严重。

因此，如果在线路故障后能够及时准确的找出故障具体位置，不仅修复了线路和保证了可靠供电，而且也对保证整个电力系统的安全稳定以及经济运行都有很重要的作用和意义。

但是查找线路的故障是极其困难的，随着输电电压的等级向超高压以及特高压迅速发展，以及高速甚至超高速断路器和继电保护装置方面的应用，线路故障切除所用的时间就被大大缩短，这就使得绝大部分的线路故障不会有明显的破坏迹象。

这不仅仅给故障线路的排查带来了非常大的困难，还将会成为继发性故障的最大隐患。

而且远距离的输电线路必要时可能要穿越山区戈壁等些偏远地区，交通情况非常不放便。

还有，不少数故障往往在风雨雷电等较为恶劣的气候中发生。

国内电力系统的巡线装置相对简陋，从而使故障测距的精准度对故障巡线工作起了至关重要的作用。

因此，高压输电线路故障测距这门技术的广泛发展和大力应用具备非常重要的作用，而且直是国内外所有电力系统工作者研究的重点及热点。

综上所述，输电线路故障测距最主要的意义包括以下几个方面，对永久性故障来说，利用准确的故障测距能够帮助维护工作人员以最快的速度查找出故障点，及时的修复故障，快速的恢复用电能力，提高供电的可靠性以及连续性，把停电带来的经济损失和检修所耗费的大量人力物力及财力降到最低。

对瞬时性故障来说，精确的故障测距技术有利于故障原因分析，快速准确的发现绝缘所存在的隐患，从而进步采取积极的提前预防措施，避免操作不慎而形成永久性的故障，节约了检修的大量时间以及大量费用。

如果故障测距的运算方法精度高而且运算量小，那么故障测距本身就可以成为距离保护的器件，从而可以对提高保护性能保护系统安全的运行有非常重大的意义。

输电线路故障测距的发展和研究现状故障测距技术的发展以及分类很长时间以来，对于这种测距的研究来说，受到很多科学家以及电力工业等部门的广泛关注。

以前，关于故障测距这类的文献和研究就有很多篇。

再后来，科学家就开始利用行波的相关技术对其他故障测距进行研究。

再后来，科学家对多行波传输线的有关规律有了进步的了解和认识，电力电子相关技术的快速发展，也使得测距有了极大的发展空间。

再后来，计算机技术也很快的融入到电力方面，特别在微机保护及故障记录波形仪器方面的开发和实施，从而使故障测距能很快的被真正的应用。

同时，故障测距技术也发展的比较顺利。

现在主要的故障测距算法，按其工作原理主要可以分为阻抗法行波法智能化测距法故障分析法。

线路故障测距的基本要求线路故障测距是在故障后根据在线实时测量数据或相关录波数据在线或者离线的故障点的计算位置，从而减少了巡线工作时间，也大大缩短了停电时间，因此对线路故障测距有下三点基本要求。

可靠性可靠性分为两个方面，第点是指在发生故障后能可靠地测定故障点所在位置，不能因为在测距原理方法或工艺等些关键问题而发生拒动，第二点是指测距算法遇到各种故障类型时的适应能力以及对误差的抑制能力，还需要对故障类型，过渡电阻，运行方式，采样率，故障起始时刻等不灵敏。

同时测定永久性瞬时性故障。

准确性准确性对故障测距来说最为重要，如果不能有足够的准确性就表示测距的失败，没有任何意义。

测距误差是衡量准确性的唯标准，可以用绝对误差，也可以用相对误差表示。

绝对误差是以测定距离与实际距离之间的长度表示，而相对误差是以绝对误差与被测线路的全长的百分比来表示。

当然，测距的误差越小对于测距越有利，实际上，受到技术和经济上的各种因素的影响和限制，误差通常有定的指标，它不能超过这个指标。

例如，国家电网公司颁布的全国电力调度系统科技发展规划纲要也有这个指标，提出对线路故障测距要求是综合误差不得超过。

鲁棒性鲁棒性是对故障测距算法的另基本要求。

鲁棒性在自动控制领域是个常用术语，在其他领域可能并不多见。

测距算法的鲁棒性主要是指算法对综合测量误差的抑制能力和对各种不同性质故障包括瞬时性故障和永久性故障的适应能力。

线路故障测距算法的研究现状很长时间以来，国内外对高压输电线路故障测距技术越来越关注。

特别是从年开始，微机技术的高速发展，以计算机及其处理器称，也会对测距造成很大的影响测距的方程的结果会出现伪根。

之所以出现以上问题，主要是因为故障时的过度电阻，要想消除这个过度电阻，就需要在对端加入阻抗，但是与此同时，测距又会不可避免的受到阻抗的影响，这也成为单端电气量发展的瓶颈。

而双端电气量测距完全不受这些因素的影响，也不需要复杂的技术，从经济角度也节省了不少的费用，这也使双端电气量测距取得了不可替代的地位。

双端电气量故障测距算法图单回线三相输电线路内部故障原理示意图由图知，系统两端分别设有电源，分别为，阻抗分别为，线路的总长度为，单位长度设定电容电感电阻分别为，设为过度电阻，线路两端的总电压分别为，为经过故障点过度电阻的电流，由于双端系统的不同步性，设不同步角大小为。

根据长线方程，分别以端和端的电压电流，推出线路中任点的电压大小的方程设电压大小为，假设端的处发生故障，那么可以得出方程然后取幅值，因为不存在幅值，所以可以直接消掉，得到可以解除的值，也就是故障点与端的距离。

根据以上方程式可知，这种方法不受像过渡电阻不同步角系统的阻抗等些因素的影响。

相模变换故障测距算法的前提是需要无耦合，但是三相输电线路存在着耦合，所以需要解耦合后，才能进行测距算法。

对于三相或者多项相输电线路，需要把它们的耦合方程转换成多个相互的方程组，从而求解。

由于模式传输和矩阵两大理论的支持，适用于任意导线传输系统，根平行于地面的导线就存在了个相互的传输模式，尽管每种模式都不尽相同，但是它们有共同的传播常数，从而可以对三相或多相输电线路解耦。

根据矩阵的特性值原理从而求出滤波。

正序故障分量的提取认为线路故障量在非故障的状态下是不存在的，只有系统发生故障时才会有，那么，就可以采用叠加的原理来研究故障时的那些变化的数值。

假设线路具有线性特征，就可以认为故障时的特征含有非故障状态。

用公式表示就是故障状态非故障状态故障附加状态实际线路故障发生时，保护装置测得电压电流值减去故障时测得的电压电流值就是故障附加状态，非故障状态下的电压电流值的过去并不容易，因为故障附加状态时，从故障点测得的电压并不是故障前的实际电压，应为发生故障后使之发生变化，所测得的电压仅仅是假设故障点不存在的线路电压。

本章小结本章主要介绍了单回线双端电气量测距的算法，并与单端电气量测距算法比较。

发现双端电气量算法的精度方面有这极大的优势，对过渡电阻故障类型不同步角以及系统阻抗等因素所带来的影响非常小。

基于的双端电气量故障测距数字仿真经过多年的发展，已经趋于完善，它是款多功能的软件，被广为使用。

与其他的仿真软件相比，具有更直观方便灵活的优点。

线路模型为了验证该算法的有效性，首先建立个典型的双端电源系统，如图。

图双端电源系统仿真算法流程算法仿真步骤基于计算出不同故障类型下的故障前后的两端电流电压及相角的大小。

经过滤波器的滤波处理后，以采样频率即每周波点对故障后第二周波数据进行抽样。

算出电流的正序故障分量以及电压的正序故障分量。

进行故障定位。

分析。

过程如图。

图仿真流程图模型及参数模型如图。

选择故障仿真模型进行故障仿真计算读入仿真数据，进行滤波计算分别求出两端电压电流量的正序分量对仿真结果进行分析结束仿真过程图基于的双端输电线路仿真模型模型包括电源模块个电流电压检测模块个故障发生器个示波器模块个。

故障下的仿真计算和故障分析故障类型共有种，分为单相接地短路故障两相相间短路故障两相接地短路故障三相短路故障。

本文将对单相接地短路故障进行详细的仿真分析。

单相故障线路如图。

图相接地短路线路模型故障后，两端电压电流仿真图。

图相接地短路电压电流仿真示意图开始时间，停止时间，故障时刻，频率。

在仿真图可以看出，在时线路无异常，工作稳定，从开始，线路出现相接地短路故障，相电压变为，相电压减小，相电流升高为短路电流，相电流增大。

表线路各处单相接地短路仿真测距结果前置带通加全波傅氏算法误差前置带通加全波差分傅氏算法误差由表可知，采用两种算法的最大误差分别为，所以得出全波差分的算法更为精确，更好。

故障距离实测距离滤波方法表不同过渡电阻情况下的测距结果前置带通加全波差分傅氏算法误差由表可知，对于不同的过度电阻，距离及误差相差不大，所以，多度电阻对测距没有太大的影响。

表存在不同步角情况下的测距结果前置带通加全波差分傅氏算法误差由表可知，不同的不同步角对测量结果并没有太大的影响。

从以上的仿真结果看，故障测距的精度并不受多度电阻不同步角的影响。

其他三种故障类型的仿真结果也是如此，就不列出。

本章小结本章利用了的仿真原理，对双端电气量故障测距线路进行仿真，还对两种滤波算法进行了仿真分析，最后得出了这种方法稳定，精度高，受外界影响小，有很好的发展前景。

滤波方法实测距离过渡电阻实测距离滤波方法不同步角步角参考文献黄飞腾高压输电线路双端不同步数据故障测距算法研究与改进浙江工业大学，刘琦高压输电线路双端电气量故障测距天津大学，吴刚基于双端同步采样的故障测距软件的实现华北电力大学北京，刘东超高压输电线路双端电气量故障测距天津大学，程立基于双端数据的高压输电线路故障测距算法及其软件实现华北电力大学北京，施世鸿高压输电线路故障测距研究浙江大学电气工程学院，刘平高压输电线路双端