配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法分析

騰格爾

摘要：隨著智能電網(wǎng)以及配電自動(dòng)化的建設(shè)發(fā)展，配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸增多，該系統(tǒng)通過獲取準(zhǔn)確的配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)來確保配電線路的運(yùn)行安全，為解決配電線路故障問題提供幫助。本文將從配電線路在線故障識(shí)別出發(fā)，分析配電線路故障問題的識(shí)別特點(diǎn)，并探究配電線路在線故障的診斷方法，以此為配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供一些建議。

關(guān)鍵詞：配電線路;在線故障識(shí)別;診斷方法

引言：配電網(wǎng)因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行環(huán)境多變等原因，導(dǎo)致故障問題時(shí)有發(fā)生，特別是中低壓配電網(wǎng)故障問題最為頻繁，雖然電力系統(tǒng)允許故障發(fā)生后繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，但長時(shí)間帶故障運(yùn)行，依然會(huì)為系統(tǒng)安全帶來威脅，必須及時(shí)、準(zhǔn)確判斷出故障問題。

1配電線路在線故障識(shí)別

1.1單相接地故障

我國中低壓配電線路的中性點(diǎn)通常使用小電流接地方式運(yùn)行，之所以采取此種運(yùn)行方式，是因?yàn)閱蜗嘟拥毓收习l(fā)生后，接地電路微弱，線路電壓仍然能夠維持運(yùn)行，使電力系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行1至2個(gè)小時(shí)。在此時(shí)間內(nèi)必須要找出故障線路，消除故障問題，保障線路絕緣的安全[1]。

1.2高阻故障

高阻故障是短路故障的一種，主要是配電線路在受到不良因素干擾后，線路接觸到高阻抗的地面、建筑或干擾物等，從而發(fā)生短路故障。特別是架空配電線路在較為復(fù)雜的大環(huán)境下，很容易因?yàn)榻佑|或纏繞導(dǎo)致其接觸高阻抗干擾物，從而帶來高阻故障。

1.3間歇性故障

間歇性故障的產(chǎn)生是配電線路運(yùn)行過程中出現(xiàn)間歇性放電問題所導(dǎo)致的，這類問題具有隨機(jī)性、不確定性的特點(diǎn)，間歇性故障問題可能導(dǎo)致幾秒隔斷，也可能導(dǎo)致長時(shí)間達(dá)幾天的隔斷，這將對(duì)配電線路的運(yùn)行造成嚴(yán)重?fù)p害。

2配電線路在線故障診斷方法

2.1遙感測試法

遙感測試法是通過絕緣遙感裝置或是通過萬用表的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量分析的一種故障診斷方法，根據(jù)配電線路的絕緣電阻的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)來分析故障位置和故障類型。在線識(shí)別系統(tǒng)對(duì)故障問題發(fā)生點(diǎn)位或區(qū)段進(jìn)行分析，可以在多個(gè)分支位置識(shí)別電路電阻狀況，提高故障診斷的準(zhǔn)確定，并使用絕緣遙感檢測分析過程中的無向電阻，確定故障發(fā)生位置是否存在檢測區(qū)段，如果故障點(diǎn)在電阻的有效部分范圍內(nèi)，則故障診斷將縮減檢測的距離控制范圍，不斷提高精準(zhǔn)度，最終識(shí)別出故障點(diǎn)位，而且配合電力系統(tǒng)可以迅速控制故障影響范圍，降低故障影響。不過安裝絕緣遙感裝置或是萬用表需要較大的投入，根據(jù)配電線路故障診斷的實(shí)際情況來看，也可以采用重點(diǎn)定位的方式來主動(dòng)定位容易出現(xiàn)故障問題的位置，借助系統(tǒng)信號(hào)反饋的具體情況，識(shí)別配電線路故障定位內(nèi)的狀況。一般情況下由在線故障診斷系統(tǒng)收集故障分析，并反饋給管理人員，借助數(shù)據(jù)測試分析的結(jié)果與管理人員的檢修經(jīng)驗(yàn)，大幅提高配電線路故障問題診斷的準(zhǔn)確性。

2.2暫態(tài)能量法

配電線路在發(fā)生故障時(shí)多項(xiàng)指標(biāo)都會(huì)出現(xiàn)變大，比如電壓、電流、諧波、頻率偏移、波形畸變等情況，在配電線路在線故障識(shí)別與診斷中需要對(duì)某個(gè)或多個(gè)特定的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，以此來診斷配電線路狀態(tài)。傳統(tǒng)故障監(jiān)測多收集配電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)信息，而在配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)投入使用后，配電系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)據(jù)信息的采集難度大幅降低，而且暫態(tài)量本身就比穩(wěn)態(tài)量具有更多的故障信息，基于暫態(tài)能量變化分析的診斷方法由此而生。該方法是通過先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集方法，將采集與分析過程中合二為一，利用重構(gòu)算法在采集數(shù)據(jù)收集過程中便能夠進(jìn)行故障信號(hào)診斷，而且該方法在故障信號(hào)收集時(shí)可以消除噪聲帶來的影響，進(jìn)一步提高故障診斷的準(zhǔn)確性。暫態(tài)診斷方法較為先進(jìn)的信號(hào)處理方式為壓縮感知，將信號(hào)采集與恢復(fù)信號(hào)兩個(gè)部分進(jìn)行組合，在配電線路識(shí)別與診斷的表現(xiàn)中就是故障在診斷后，系統(tǒng)在重構(gòu)算法下迅速發(fā)出恢復(fù)正常信號(hào)的指令，使得暫態(tài)量內(nèi)獲取的故障信號(hào)將具有極高準(zhǔn)確性，保障診斷的有效性[2]。

2.3行波定位法

行波定位法的原理是利用配電線路故障點(diǎn)所產(chǎn)生的電壓行波到測試點(diǎn)往復(fù)一次的時(shí)間差值，以此計(jì)算出故障點(diǎn)距離。此方法的原理是利用配電線路導(dǎo)體連接段與線路出現(xiàn)故障處的阻抗存在不相等狀況，在行波反射作用下診斷并定位故障在配電線路某處發(fā)生故障后，故障點(diǎn)的電壓和電流會(huì)發(fā)生突變，形成暫態(tài)行波，并在故障點(diǎn)與電纜之間不斷反射。較為常見的單端行波法是由安裝在測量位置的行波采集裝置接收到暫態(tài)行波后，便會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)該行波信號(hào)進(jìn)行模擬，分析出行波波形，將此波形與正常狀態(tài)配電線路的行波波形進(jìn)行比對(duì)來識(shí)別故障。根據(jù)故障點(diǎn)行波反射幅度衰減狀況，從反射的時(shí)間差值計(jì)算出行波在故障點(diǎn)與測量位置往返一次的時(shí)間，再計(jì)算出波形傳播時(shí)間和行波速度，從而得到配電線路故障點(diǎn)到測量位置的距離，進(jìn)而確定故障點(diǎn)位。而根據(jù)測量端記錄行波浪涌可以判斷故障類型，比如單相瞬時(shí)接地故障表現(xiàn)的測量結(jié)果為單次高幅，而永久性接地故障行波浪涌呈現(xiàn)階段性衰減特征。另外，在配電線路發(fā)生某些故障時(shí)，線路的斷路器重合閘會(huì)出現(xiàn)跳閘，分離瞬間也會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)行波，與單端行波法不同的是，這種行波源并不是故障點(diǎn)，而是斷路器，雖然能夠通過行波傳播反射定位故障點(diǎn)，但無法確定故障類型，因此較為少用。

結(jié)論：配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)用為在線故障識(shí)別和診斷提供了巨大的幫助，在實(shí)際故障在線識(shí)別與診斷過程中需要特定的設(shè)備或方法搭配使用才能取得良好的識(shí)別診斷效果，通過分析多種故障因素以及多種故障診斷方法，證明了配電線路在線故障識(shí)別與診斷具有較大的發(fā)展優(yōu)勢，提高了配電線路故障處理效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚虹陽.配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法研究[J].科技風(fēng)，2020（04）：186.

[2]張衛(wèi)東，李德兵，高盛，等.配電線路在線故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子制作，2018（14）：68-69+67.