10kV電力線路故障行波診斷技術(shù)研究與應(yīng)用分析

文/付繼紅

1 前言

智能電網(wǎng)的建設(shè)快速推進的過程中，如何有效實現(xiàn)1萬伏配電網(wǎng)絡(luò)的故障定位過程以及診斷研究技術(shù)的提升有著較高的現(xiàn)實意義。針對這樣的情況，文章分析了1萬伏配電網(wǎng)絡(luò)的行波故障定位方案。

2 10kV電力線路故障原因

機械外力失效是10kV配電線路故障的主要原因之一。越來越多的大型項目違反了這些規(guī)定。區(qū)內(nèi)10kV輸電線路便于開挖、吊裝和爆破。大型機械設(shè)備的總功率和總電壓超過額定功率和電壓時，配電線路經(jīng)常發(fā)生故障，影響電網(wǎng)的運行。同時，如果電氣設(shè)備異常，很容易引起10kV配電線路故障。當開關(guān)閉合時，高壓可能會導(dǎo)致短路。10kV配電線路故障的另一個重要原因是運行條件差。風向、地質(zhì)條件、防洪標準、與建筑物、樹木及周圍污染源的距離等直接影響線路的安全穩(wěn)定運行。質(zhì)量問題本身就是配電線路故障的內(nèi)在原因。管道的質(zhì)量通常決定著管道的使用壽命和穩(wěn)定性。電路的質(zhì)量取決于導(dǎo)電材料的絕緣性。配電線路故障是由絕緣故障引起的。建筑安裝質(zhì)量是配電線路故障的另一個根本原因。在配電線路的施工安裝中，往往忽視絕緣子的接線和安裝，這關(guān)系到線路施工安裝的技術(shù)水平和施工人員的綜合素質(zhì)。配電線路故障是線路設(shè)計不合理的另一個原因。配電線路設(shè)計通常包括生產(chǎn)線選址設(shè)計和配電線路設(shè)計。例如，農(nóng)田、山谷和其他地形需要高海拔，沒有及時設(shè)計，配電線路經(jīng)常失靈。

3 故障檢測

首先，檢測故障點的電壓變化。首先，電壓與故障點密切相關(guān)。電源側(cè)的電壓通常是原電壓的1.5倍，而故障點另一側(cè)的電壓則降低到原電壓的一半。其次，電源側(cè)的零序電壓可以是原電壓的一半。切斷點不影響電源側(cè)的電壓或電源側(cè)的正常電源。第三，負載側(cè)的電壓可以降低一半甚至零。同樣，負載側(cè)的電壓與故障點密切相關(guān)。負載側(cè)零序電壓升高1.5倍，負載側(cè)電壓不對稱。其次，10kV單相故障后負序電流方向與線路電流方向相反。無故障時，負序電流遠大于線路電流，便于判斷線路故障和檢測斷線。多相故障點的檢測與電壓、電流的變化密切相關(guān)。首先是電壓的變化。電源側(cè)的電壓通常保持或增加到原來的電壓水平，而負載側(cè)的電壓則降至零。電源側(cè)的電壓通常是對稱的，不影響電路；負載側(cè)的電壓是不對稱的，影響電路的正常工作。其次，在兩個或兩個以上的開路故障后，負序電流為零，故障前后的電流會發(fā)生變化。在此基礎(chǔ)上，可以對配電線路的故障進行估計。

4 故障定位

4.1 測量配電線路的長度

發(fā)現(xiàn)10kV配電線路故障的第一步是測量線路長度。首先，在測量之前懸掛配電線路的兩端。注意儀器的良好性能和信號。其次，采用低壓脈沖法測量故障線路長度，并與正常線路進行比較。首先，在T1，啟動總線接收啟動波并將其反射回總線（運行距離=從故障點到總線的距離）。側(cè)母線在故障點的反射傳播（傳播距離= 2）×故障點與母線的距離。反射波從故障點到達側(cè)母線。T2時，側(cè)母線接收故障點的反射波（故障點到母線的距離為3×3），并記錄兩次同極性的波形。性能（在T3接收到總線的后向反射）。首先，在T1，引導(dǎo)總線接收引導(dǎo)波并將其反射到總線（運行距離=從故障點到總線的距離）。相對初始波在相對母線上的反射和傳播（傳播距離=故障點到相對母線的距離）；另一側(cè)的反射波到達側(cè)母線，側(cè)母線在T2處接收兩個反射波（傳播距離=故障點到側(cè)母線的距離+線路長度）。記錄波形；在T3接收到的故障點的反射與初始波形具有相同的極性。由于故障波形會受到其他線路或母線的影響，因此需要準確確定單端位置，消除干擾波形，選擇類似的單極波形。為了減小測距誤差，選擇了初始波和第一反射波。近斷層定位的結(jié)果是到局部的距離，遠斷層定位的結(jié)果是到邊緣的距離。對于T線（或母線少、傳輸現(xiàn)象明顯的線路），原波與測距用的第一反射波（即故障點的反射點）具有相同的極性。行波測距結(jié)果分析應(yīng)與繼電保護動作分析相結(jié)合。

4.2 配電線路故障檢測方法

配電線路故障點的檢測方法很多。在實際運行中，應(yīng)根據(jù)配電線路故障的實際情況采取哪些措施。作為上述測量方法，低壓脈沖反射也可用于配電線路的故障檢測。該檢測技術(shù)具有檢測速度快、結(jié)果清晰、精度高等特點。但對于配電線路故障，該方法不能很好地檢測出故障點。如果需要精確定位，可以選擇脈沖電流法進行檢測。高壓輸電線路故障的準確定位，可以縮短故障修復(fù)時間，提高供電可靠性，減少停電損失。對于大多數(shù)能夠成功實現(xiàn)的暫態(tài)故障，通過對故障點位置的準確測量，可以將雷電過電壓或線路絕緣子老化引起的故障與支路欠壓引起的故障區(qū)分開來。及時發(fā)現(xiàn)隱患，有針對性地采取措施，防止事故再次發(fā)生。輸電線路故障測距越來越受到電力系統(tǒng)的重視。長期以來，雖然人們做了大量的工作，但是在微處理器大規(guī)模應(yīng)用之前，人們主要依靠對故障記錄的分析來估計故障點的位置，這并不能保證故障的準確性。20世紀80年代以來，隨著計算機保護技術(shù)的普及和應(yīng)用，許多微機線路保護或故障錄波裝置增加了基于阻抗測量原理的故障測距，促進了故障測距技術(shù)的發(fā)展。但是，由于各種因素的影響，阻抗原理的精度不高，對線路故障的查找仍然困難。電磁波的特點是反射和繞射。通過采集初始波和反射波的檢測時間，可以準確計算出故障點的位置。因此，行波可以用于故障定位，甚至故障定位的結(jié)果也可以作為故障識別的依據(jù)。行波測距的常用方法有單端行波測距、雙端行波測距和重合行波測距。

4.3 配電線路故障的粗略定位

雖然脈沖電流法基本上可以確定10kV線路故障點到測試點的距離，但實際測量中可能存在線路彎曲誤差，這需要其他技術(shù)（如音頻信號釋放、剪切測試等）。地點。首先利用配電線路的供電來定位故障點。通過定位電源，在故障點施加高壓脈沖電流。連接故障點后，仔細聽故障點周圍的放電聲，找出一定范圍內(nèi)的故障點。地點。高壓電流用完后，打開相應(yīng)的電纜橋架，顯示部分電纜罩損壞，初步確定配電線路故障點。

4.4 準確定位配電線路故障

故障點的最終位置要求在最終位置前用絕緣電阻表采取必要的安全措施。大致確定電纜故障點位置后，用電鋸將電纜切割到指定的第一個故障點，然后用儀器測量切割電纜的末端，測量從電纜前面打開的任意兩條電纜。連接并測試配電線路端子的絕緣電阻。如果有一組零，則電纜故障點的位置是準確的。電纜故障點的準確定位有待提高。為了及時準確地定位配電線路故障，有必要將理論知識應(yīng)用到實際工作中，掌握電纜測量過程中的變形和突變。

5 結(jié)束語

10kV配電網(wǎng)絡(luò)實際運行的過程中一旦發(fā)生故障，會導(dǎo)致供電網(wǎng)絡(luò)整體可靠性顯著下降，再這樣的別驚嚇，文章針對10kV配電網(wǎng)絡(luò)運行過程中發(fā)生故障的行波傳播進行分析，進而獲取處理措施。