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摘要：输出高压线路是电网的一个重要构成部分，其在以具体应用过程中担负着传输电能的重任。其健康运行对于整个电网运行的稳定好安全有着重要意义。虽然近几年我国加强对高压输电线路的研究与分析，其运行的安全性也有所提高，但是从实际情况来看，其在运行过程中，仍然存在一定问题，而这些问题的存在会影响高压输电线路运行的稳定性，其中比较典型的一种就是高压输电线路在运行过程中发生短路，其造成的影响较为严重，因此要加强对该项内容的分析，做好短路故障早期检测，尽量降低因为该情况而导致经济损失。
关键词：高压输电线路；电路；检测
随着人们对电量需求量的不断扩大，我国加强了电网建设，从目前我国电网建设的发展趋势来看，电网逐渐朝着大容量、高压方向发展。高压输电可以降低输电过程中的能量损耗，提高能量的利用率，但是高压输电也存在的一定的危险性。因此，为了提升供电系统运行的可靠性，人们需要加强对方面内容的研究。
1短路故障检测现况分析
在过去一段时间里，人们已经对短路故障检测进行了研究与分析，并且也取得了一定的成绩[2]。传统检测短路的方式，及时通过电流瞬时值或者有效值法完成相应的检测操作，以此作为线路中是否存在故障的主要判断依据。通过分析可知，高压线路运行过程中，一旦发生短路情况，线路中的最大电流值通常会在出现故障5-10ms后，出现在线路中，因此将该参数作为判断的主要依据，速度相对较慢。人们在对输电线路短路故障的不断研究过程中，提出了以下几种检测输电线路短路故障的方式。
（1）综合实时定网的运行功率和电压的异常变化，完成对输电线路中是否存在异常情况的判断，该方法在具体应用过程中对滤波器处理要求很高，检测的判断时间大约在2-4ms之间。
（2）将电流变化率作为判断短路故障的基本特征，通过对短路瞬间电流变化率较大这一特点，完成对短路是否存在故障的准确判断，该方法在具体应用过程中的判断时间也为毫秒级。
（3）利用线路电流波形曲率对短路故障进行辨别，该方法在具体应用过程中，由于电流突变点波形曲率值相对较小，并且容易受到外界因素影响，这也导致该方法在应用中的可靠性无法达到人们的期望标准[3]。上述几种故障检测方法，在具体应用过程中，检测时间都为毫秒级，这对于快速监测结构来说，时间略长，无法令人满意。
2电路故障早期检测的实际分析
通过小波变换可以在较短的时间内完成对信号奇异性的检测，在具体检测过程中，如果线路发生了短路故障，此时线路中的信号将会发生较为严重的突变情况，此时小波第四尺度特征明显，在问题分析过程中，可以将其作为线路中是否存在故障的关键依据[5]。而在线路处于功率补偿、空载合闸、负荷投切等状态下时，输电线路中的电流信号也会发生改变，这是检测人员在具体检测过程中必须要注意的一项内容。在问题分析过程中，对功率补偿、空载合闸、负荷投切等情况进行仿真处理，同时在问题分析过程中，将小波变换第四尺度细节分量cd4算法写入到仿真系统的模块中，cd4的值将会被直接显示在滤波器上，其标幺值记作cd4*，其中cd4标幺值基准值表示的为故障点在正常运行情况下对应的最大值，通过该操作可以使仿真的最终结果变得更加直观，方便人们观察与分析。最终的研究结果表明，在输电线路短路故障前期检测过程中，选用合理的cd4*，能够有效避免由于其它负荷引起的误判现象[6]。
2.1短路故障分析
通过仿真模拟的方式对输电线路的发生的短路故障进行分析，在具体模拟过程中，模拟一段110kV输电线路，将短路故障点设置整段线路的最末端，这样设置的目的是为了方便分析。在0.04s时刻，输电线路的短路故障，短路故障在0.12时刻停止，表明短路故障一共持续了0.08s。在问题分析过程中，通过小波变化，对输电线路中的故障进行分解分析[7]。通过分析不难发现，在通过小波的变换后，可以逐层提取高频分量，并且将其作为故障特征，特征逐渐变得更加明显，同时特征值等级数量也会逐渐增加，由此可见，利用cd4能够实现对输电线路中短波故障的快速、准确判断，表明cd4具有良好的判断故障能力。除此之外，采用小波变换，还可以起到一定的滤波作用，在检测故障过程中，将cd4作为故障特征量，还可以能够起到消除噪音干扰效果，在应用过程中取得的效果较为理想。基于此，在具体分析过程中，将小波变换第四尺度细节分量cd4作为故障特征量。需要注意的是，在分解小波过程中，需要历史数据的支持，并且需要的历史数据的量将会随着分解程度的加大而加大，也就说在具体分解过程中需要更长的时间起步[8]。下面以分解起步延迟29个点，延迟为0.29ms为了进行分析，也就说，在短路故障检测过程中，在该延迟内，无法对输电线路中的短路故障进行情况做出相应的判断，因此，在问题分析过程中，都假设故障发生暂时延后。短路电流波形以及其对应的cd4*如图1所示。
通过表2中的数据可以判断，利用小波变换第四尺度细节分量，能够实现对故障特征的快速提取，并且故障特征的发生的变量特征情况十分明显，因此，对于故障识别时间长短主要取决与判断阀值。由此可见，在对短路故障进行检测过程中，为了确保最终检测故障的准确性和快速性，选择的阀值必须合理。
2.2分析无功补偿涌流
在输电线路中将会存在大量的电动机、变压器等设备，这些设备在输电线路中经常产生电感，从而将会支持输电线路功率因素降低，实际的输电电压也要略低于设计电压。因此，为了确保电力系统在整个运行过程中的稳定性，以及能够为人们提供高质量的电能[9]。目前的无功补偿逐渐向高压方向发展，通过分析不难发现，在高压线路运行过程中，采取无功补偿对提高电网的运行效率来说意义重大。但是，从实际情况来看，电力在无功补偿过程中，受系统中电容器投切具有随机性特点的影响，线路在具体运行过程中，可能会出现合闸过电压最大值为正常电压值2倍的情况，此时向对应的最大合闸涌流将会成倍的增加，通过测量可以发现，其将会达到正常电流值的5倍。线路在具体运行过程中，线路中的过电流和过电压与线路中的无功补偿器件的具体参数有着密切联系，在线路中，通常为了限制合闸涌流，会将无功补偿电容器与电抗器串联在一起，也就是说通过无功补偿，不仅给系统注入了容性无功，而且还存在少量的感性无功，可谓一举两得。考虑短路故障早期检测会受到无功补偿的影响，因此应当针对该情况，展开相应的仿真验证。具体操作内容如下：
将容性无功（1000kvar）和感性无功（2kvar）并联在110kV输电线路中，用起取原仿真模型中的变压器。在分析过程中，在系统中的电压处于最大值时，投入负荷，通过分析可知，在该模型中，投入负荷后，形成的的涌流是额定电流的约1.58倍。
存在与输入线路上的无功补偿，容易导致整体系统中的电流值发生异常变化，该变化将会对线路造成一定的冲击，通过试验结果，可以发现在该过程中，无功补偿cd4*的最大值约为9.2，在整个模拟过程中，电流发生了较为明显的畸变，但是其最大值与短路故障信号cd4*相比要小很多，仅为其35%左右。
3结束语
综上所述，小波变换第四尺度细节分量cd4，在输电线路短路故障早期检测中应用取得了不错的效果，该方式可以快速识别短路故障。并且在应用过程中能够很好的避开功率补偿、空载合闸等各项操作造成的不良影响。此外，随着相关技术的日益成熟，该项技术的也将会变得更加成熟，这将会使高压输电线路短路早期故障的检测这一难题得到解决。
参考文献：
[1]廖志伟，岳苓，文福拴，等.基于规则网的高压输电线路故障诊断与保护动作性能评价[J].电力建设，2016，02：34-41.
[2]程星星，张怿宁，王健，等.高压直流接地极线路故障特性仿真及其故障测距新算法研究[J].电网与清洁能源，2016，03：105-110+114.