配電線路在線故障識別與診斷方法的研究

摘 ?要 ?我國的電力事業(yè)隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展而呈現(xiàn)上升發(fā)展趨勢。配電線路在電力系統(tǒng)中連接發(fā)電廠和終端用戶，其質(zhì)量直接制約著供電系統(tǒng)供電能力的強弱和供電系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，因此，配電線路的作用和地位就不言而喻。然而，在實際使用過程中，供電系統(tǒng)常常會因為配電線路出現(xiàn)故障而暫時癱瘓，影響著配電網(wǎng)運行的安全性。

關(guān)鍵詞 ?配電線路;在線故障識別;診斷方法;研究

中圖分類號：TM75 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）22-0048-01

1 ?配電線路在線故障的識別

1）高阻故障。高阻故障的發(fā)生主要有兩種情況。第一類情況為正常運作的配電線路發(fā)生斷裂，并與高阻抗的相觸;第二類情況為正常運作的配電線路發(fā)生斷裂，碰到了線路周圍的物體，這兩類情況都會導(dǎo)致配電線路高阻故障的發(fā)生。在配電線路的實際運作過程中，就存在很多引發(fā)高阻故障的可能性。例如，配電線路經(jīng)過的地方，往往存在很多建筑體和樹木，而它們表面都存在短路的情況;此外，碎石、瀝青等在受到閃電和雷擊的情況下，很容易引發(fā)電力線路的高阻故障。當(dāng)高阻故障情況發(fā)生時，電流水平要低于由于直接短路接地引起的電流水平，而水平較低的電流水平給配電線路的在線故障識別增加了很大的難度，采用傳統(tǒng)的過電流保護(hù)方法是無法檢測出這類高阻故障的。因此，當(dāng)此類高阻故障發(fā)生時，會導(dǎo)致配電系統(tǒng)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的電力故障，很有可能導(dǎo)致觸電現(xiàn)象和火災(zāi)的發(fā)生[1]。

2）單相接地故障。單相接地故障是配電線路中發(fā)生頻率最高，查找難度最大的電力故障[2]。電力電路中的暫態(tài)信號保存著大量有關(guān)電力故障的各種信息，而且暫態(tài)過程能夠避免接地方式的制約和影響，對暫態(tài)過程中的信息分析十分重要。當(dāng)配電線路中發(fā)生單相接地故障時，通過科學(xué)地分析和研究電容和電流的暫態(tài)分量，可以有效地幫助恢復(fù)電網(wǎng)的正常運作。

3）間歇性故障。間歇性故障是指正常運行的配電線路會出現(xiàn)間歇性的放電現(xiàn)象，放電的同時伴隨有弧光的產(chǎn)生[3]。配電線路中的間歇性故障具有瞬時性和重復(fù)性的特征，相鄰兩次間歇性故障的發(fā)生時間會不斷延長，從最初的幾秒逐漸到幾分、幾小時甚至是幾天，而且該故障發(fā)生是毫無規(guī)律的，十分隨意。當(dāng)配電線路發(fā)生間歇性故障時，電力公司的工作人員要及時查找該故障發(fā)生的具體原因，查明原因后，立即采取針對性的維修和保護(hù)措施。如果電力工作人員沒有在第一時間查找到引發(fā)間歇性故障的因素，缺乏對該故障的維護(hù)，將對在極大程度上阻礙配電線路的正常運行，給國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大的損失，給人們的正常生活帶來極大的不便。

2 ?配電線路在線故障診斷的方法

1）被動式定位法。被動式定位法主要是通過區(qū)段查找法、阻抗法、行波法這三種方式實現(xiàn)的。首先，區(qū)段查找法。區(qū)段查找法通過使用配電網(wǎng)自動化設(shè)備對配電線路各個區(qū)段進(jìn)行被動式定位，這樣可以清晰明了地查找出配電故障發(fā)生的區(qū)段。區(qū)段查找法通過確定配電線路故障發(fā)生的區(qū)段來達(dá)到縮小故障的查找范圍，鎖定故障發(fā)生的具體位置，極大程度上縮短了故障查找的時間以及花費的人力、物力和財力。阻抗發(fā)的最大優(yōu)勢是投資少，成本低，然而，其在具體的實施過程中受到路徑阻抗、線路負(fù)荷和電源的制約和限制較大。行波法的突出優(yōu)點是具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確度，然而，采用行波法診斷配電線路的故障需要花費挺長一段時間，不能及時地診斷出配電網(wǎng)中的故障。

2）主動式定位方法。主動式定位方法主要包括以下三種具體方式S注入法、中性點脈寬注入法、交直流綜合注入法。S注入法的運作模式是通過發(fā)射信號對配電線路的故障點進(jìn)行追蹤和定位，因此，在這方面，S注入法查找配電網(wǎng)中故障的精確度相當(dāng)高，然而，這種方法對于配電線路的在線定位無法發(fā)揮作用。而對于中性點脈寬注入法這種電網(wǎng)故障檢測方法，其不受各種條件的制約和限制，自身也沒有缺陷，因此，采用中性點脈寬注入法可以高效地檢測出配電網(wǎng)中的故障，具有安全性和可靠性。相對于中性點脈寬注入法這種電網(wǎng)故障檢測方法而言，交直流綜合注入法則是一種缺陷比較多而且效率十分低的電力故障檢測方法。當(dāng)配電線路出現(xiàn)故障時，采用交直流綜合注入法進(jìn)行檢測要承擔(dān)一定的風(fēng)險，而且這種方法消耗的時間比較長，而且所需的人力、物力和財力也比較多，無法在短時間內(nèi)確定故障發(fā)生的位置。

3）監(jiān)測定位方法。監(jiān)測定位方法的具體實施是通過在配電線路的主要分支點和電力故障高發(fā)區(qū)段安裝探測器，通過探測器，對零序電力的定位故障點進(jìn)行一天24小時不間斷的監(jiān)測。通過安裝探測器，可以準(zhǔn)確地檢測到配電線路的各種參數(shù)，當(dāng)配電線路的參數(shù)發(fā)生改變時，可以清楚明了地發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的具體位置。監(jiān)測定位方法的缺陷是安裝探測器的成本偏高，而且對技術(shù)的要求也很高，此外，探測器安裝之后的維修工作也十分艱巨，任務(wù)量很大，在具體實施中存在一定的阻礙。

4）智能定位方法。智能定位方法這種配電線路故障的診斷方法是在故障投訴信息的基礎(chǔ)上，在進(jìn)行深入的分析和推理，確定配電網(wǎng)中故障發(fā)生的具體位置。智能定位方法鎖定電力故障發(fā)生位置的工作原理是將SVM方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法緊密結(jié)合起來，綜合運用SVM方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。為了識別和診斷配電線路中的在線故障，智能定位方法使用于線性可分的數(shù)據(jù)。

3 ?結(jié)束語

配電線路的在線故障識別與診斷是一個相當(dāng)復(fù)雜的問題，其不僅牽涉到電力系統(tǒng)、電子、通信、檢測等領(lǐng)域，而且還涉及到信號處理、機械、自動控制等許許多多的領(lǐng)域，其包含的內(nèi)容紛繁復(fù)雜。因此，為了在最大程度上降低配電線路故障的發(fā)生，在配電網(wǎng)的建設(shè)過程中，一定要選擇質(zhì)量過硬的配電材料，減少電網(wǎng)因配電線路本身的材質(zhì)質(zhì)量問題而出現(xiàn)各種故障。 此外，要具體施工過程中，要嚴(yán)格按照配電線路安裝的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，確保配電線路的安全性。本論文提出了一些配電線路在線故障識別與診斷方法的具體方法和措施，這些方法還不是很完善，需要不斷地在實踐中改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]鄭濤，劉萬順，吳春華，劉建飛，焦邵華.基于瞬時功率的變壓器勵磁涌流和內(nèi)部故障電流識別新方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，27（23）：51-55.

[3]楊光亮，樂全明，郁惟鏞.基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和故障錄波數(shù)據(jù)的電網(wǎng)故障類型識別[J].中國電機工程學(xué)報，2010，26（10）：99-103.

作者簡介

賀春茂（1980-），工程師，國網(wǎng)浙江蒼南縣供電有限責(zé)任公司，研究方向：輸配電網(wǎng)技術(shù)。endprint