配網(wǎng)自動(dòng)化的線路故障快速定位方法

王子豪 曹吉成 姜煜坤 劉述卿

摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展大繁榮，工農(nóng)業(yè)用電、生活用電量不斷增加，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，可提高供電效率、提升服務(wù)質(zhì)量。本文將從配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)簡介和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中線路故障快速定位的方法兩方面出發(fā)展開討論，意在為線路故障快速定位提供幫助，為我國供電企業(yè)發(fā)展建言獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng);線路故障;快速定位

引言

電力系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化發(fā)展，對滿足人們的用電量、生活需求具有積極作用。但是，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用雖然在電力供應(yīng)控制方面具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢，但是在實(shí)際運(yùn)行中線路故障問題頻發(fā)，影響著該系統(tǒng)的應(yīng)用效率和應(yīng)用質(zhì)量。為了降低配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)線路故障的出現(xiàn)幾率，降低其影響范圍，使線路能夠穩(wěn)定運(yùn)行，在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用前期，相關(guān)人員要對其可能出現(xiàn)的線路故障問題進(jìn)行關(guān)注，并制定有效的故障定位方法預(yù)案，以保證配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用質(zhì)量和應(yīng)用效率。

1.配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能概述

1.1配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的基本組成

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要分為通信層、主站層、終端和子站層4個(gè)部分。其中，功能控制主要通過遙調(diào)、遙控、遙測以及遙信的方法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此實(shí)現(xiàn)對線路故障的及時(shí)定位、判斷和隔離。通常來說，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)就是通過對線路的功率、頻率、電壓以及電流等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測（遙測）以及對線路開關(guān)的狀態(tài)信息和各類保護(hù)警告進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而對線路狀態(tài)進(jìn)行診斷的一種技術(shù)方法。通過遙控功能遠(yuǎn)程控制線路開關(guān)，之后利用遙控功能合理調(diào)度配電網(wǎng)，以充分改善配電網(wǎng)的運(yùn)行。同時(shí)，在線路發(fā)生故障時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠通過實(shí)時(shí)預(yù)警提高電網(wǎng)調(diào)度人員對故障問題的處理效率和處理精準(zhǔn)性。

1.2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能概述

配電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中具有重要作用。因此，在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)，有效保證配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，降低電網(wǎng)損壞幾率，加強(qiáng)資源利用，減少后期配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的檢修維護(hù)，為充分實(shí)現(xiàn)減員增效、及時(shí)排除故障、定位分析故障奠定了良好基礎(chǔ)。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠科學(xué)運(yùn)行的主要方法是根據(jù)線路的不同時(shí)間段采集相關(guān)數(shù)據(jù)，然后分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果分析區(qū)別較大的開關(guān)運(yùn)行情況，依據(jù)問題原因制定具有針對性的解決方法。如果在這一過程中能夠在遙控環(huán)節(jié)對其開關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行合理操控調(diào)度，就可以有效保障線路運(yùn)行安全性。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，它還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行準(zhǔn)確的維修診斷。另外，在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，適當(dāng)進(jìn)行開環(huán)線路或閉環(huán)線路運(yùn)行，同時(shí)利用雙向電源使其形成環(huán)形系統(tǒng)線路，那么在系統(tǒng)運(yùn)行得到有效保障的前提下，雙電源的開關(guān)能夠隨時(shí)斷開。

2.配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中線路故障快速定位的方法

2.1小范圍模糊定位法

小范圍模糊定位，就是將多個(gè)分支線路探測設(shè)備分別置于線路各個(gè)分支探測點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測線路情況，這種方法最簡單也最直接。傳統(tǒng)的線路故障檢測一般采用這種方法，但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用電量激增，電網(wǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，簡單的小范圍定位只能初步鎖定故障發(fā)生的位置，要想明確故障發(fā)生的位置，還需要進(jìn)一步探索。新聞報(bào)道，某地某晚發(fā)生了線路跳閘事故，很多線路區(qū)域失電。技術(shù)人員根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，分析相應(yīng)時(shí)段中配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的基本情況，檢查線路運(yùn)行拓?fù)涫疽鈭D中FTU通訊運(yùn)行情況，之后又進(jìn)行比對，整合多方面信息，終于判定出了故障發(fā)生位置。一個(gè)簡單的例子，值得我們思考，傳統(tǒng)的故障定位方法，雖然能解決故障問題，恢復(fù)供電，但耗時(shí)較長，浪費(fèi)人力物力，開發(fā)一種新的故障定位方法并應(yīng)用到實(shí)際生活中，已經(jīng)刻不容緩。

2.2精細(xì)化故障定位法

“行波”是平面波在傳輸線上的一種傳輸狀態(tài)，其幅度沿傳播方向按指數(shù)規(guī)律變化?！靶胁ü收隙ㄎ弧?，即根據(jù)故障對波形的阻礙程度來判斷其發(fā)生的位置，常見的行波故障定位系統(tǒng)是在線路的檢測端向配電線網(wǎng)各個(gè)線路注入同一信號源產(chǎn)生信號行波，若信號行波受到故障線路阻礙，傳輸路徑會(huì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致傳輸速度、行波傳送時(shí)間發(fā)生改變。實(shí)際操作中，工作人員可根據(jù)線路上行波的速度差異以及行波傳送的時(shí)間直接計(jì)算出故障位置，準(zhǔn)確定位故障信息。該系統(tǒng)一般在第一階段小范圍模糊定位結(jié)束之后使用，一方面可節(jié)省故障定位的時(shí)間，另一方面，由于故障范圍縮小，計(jì)算工作效率將大幅提升。

2.3信號定位法

模糊定位初步鎖定故障位置，精細(xì)化故障定位可準(zhǔn)確定位到故障點(diǎn)，但導(dǎo)致線路故障的原因復(fù)雜多變，要想及時(shí)開展線路搶修工作，還要檢測出故障發(fā)生的原因，此時(shí)檢測信號定位就可派上用場了。檢測信號定位即在用電線路中注入檢測信號，根據(jù)檢測信號在故障位置反射信息的不同來確定故障類型，從而判斷故障發(fā)生的原因。檢測信號定位法在實(shí)際使用中會(huì)遇到以下三種情況：一、線路中高度故障;二、線路中間歇性故障;三、線路單相接地故障，每種故障的表現(xiàn)形式不同，檢測方式也不同，實(shí)際操作中可根據(jù)線路中故障的嚴(yán)重程度決定使用哪一種定位方式。

2.4高科技智能定位法

小范圍模糊定位、精細(xì)化定位、檢測信號定位只能有針對性地進(jìn)行故障定位診斷，面對電網(wǎng)情況復(fù)雜，線路故障多樣化的情況，借助大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，通過信息化手段多渠道收集線路故障的實(shí)例和數(shù)據(jù)，將故障情況分類匯總，并制定解決方案，待線路故障發(fā)生時(shí)將現(xiàn)有狀況與數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行比對，可及時(shí)明確故障發(fā)生原因，拿出解決方案。另外，供電企業(yè)可經(jīng)常對線路進(jìn)行檢測，若發(fā)現(xiàn)線路存在隱患，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修，將故障“扼殺在搖籃之中”。

2.5萬能“四步法”

上文中提到四種故障定位的方法，無論采用哪種方法，在日常生活中，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)線路故障定位應(yīng)遵循以下四步：一、巧妙使用各種定位方法：線路在運(yùn)行中產(chǎn)生相應(yīng)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用合適的系統(tǒng)對故障進(jìn)行定位，以縮短故障產(chǎn)生影響的時(shí)間，降低大眾沒電的焦慮。二、做好巡線處理工作：線路故障帶來的失火問題不容小覷，發(fā)生線路故障時(shí)安排專人做好巡線處理工作非常必要。三、合理安排工作人員：不同的技術(shù)人員對故障的判斷能力不同，故障發(fā)生時(shí)合理安排工作人員，可快速反應(yīng)故障發(fā)生情況，清楚判斷故障發(fā)生位置。四、加強(qiáng)監(jiān)督，做好記錄：線路故障發(fā)生時(shí)，冷靜判斷，合理處理，有效監(jiān)督，并做好故障發(fā)生情況的分析，以便日后學(xué)習(xí)借鑒。

結(jié)束語

配電線路故障快速定位可有效地隔離故障線路區(qū)段，有效控制故障發(fā)生的范圍，是保證配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。掌握配網(wǎng)自動(dòng)化中線路故障快速定位的方法，對配電線路有可能發(fā)生的故障進(jìn)行分析和模擬，可提高配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。因此，要不斷提高配網(wǎng)自動(dòng)化線路故障快速準(zhǔn)確定位技術(shù)，保證在配電線路發(fā)生故障時(shí)可以第一時(shí)間進(jìn)行有效分析，使得配電網(wǎng)安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

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