配電線路在線故障識別及診斷方法研究

尹紅軍+宋成杰

摘 要： 電力線路是電網(wǎng)運行的命脈，它在輸送電能的同時又相當脆弱，任何來自外力的破壞以及工作人員的錯誤操作，都有可能造成大面積停電，甚至電網(wǎng)瓦解，給社會經(jīng)濟和人民群眾的生活帶來巨大危害。因此，開展電力線路在線檢測與診斷方法研究，對于及時處理故障，恢復(fù)系統(tǒng)正常運行，維護電力系統(tǒng)安全和用戶經(jīng)濟利益都有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞： 配電線路；在線故障識別；診斷方法

配電線路的質(zhì)量堅持以人為本的理念，關(guān)注人的生命安全。因此在配電線路中，對于各個階段產(chǎn)生的故障要認真對待，運用高技術(shù)將出現(xiàn)的問題解決好，要嚴格把握配電路線的質(zhì)量問題，從而保證整個供電網(wǎng)的正常進行。配電線路的質(zhì)量不僅僅是每一個電力工作者最關(guān)心的問題，它也反映了普通百姓關(guān)注切身安全問題迫切的心情。面對這種情況，國家要投入一定的資金和先進的技術(shù)，確保配電線路向著一個安全的方向發(fā)展。國家給予強有力的支持，可以大大提高配電網(wǎng)施工質(zhì)量，解決普通百姓所關(guān)注的問題，為我國的電力事業(yè)提供一個良好的發(fā)展環(huán)境。

一、在線故障識別診斷原理

1、零序電流法

在檢測配電線路時，如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的線路，就會觀察到零序電流會比正常水平高出很多；如果將接地點線前和后的零序電流相比較的話，可以清楚的發(fā)現(xiàn)故障線路的零序電流也高出正常水平。除此之外，如果出現(xiàn)的是永久性的接地故障的話，能夠清楚的看到這一配電系統(tǒng)的全部線路都具有穩(wěn)定的零序電流且能夠輕松被檢測得到。其原因在于，構(gòu)成零序電流法的部分綜合了整個系統(tǒng)的電流信息，因而利用零序電流法是極其準確的，這一方法得到了普遍使用。

2、電流突變法

當電壓逐步提高和接近最大值時，線路會在短時間內(nèi)進行反應(yīng)，對地電容進行放電，再加上線路電阻以及電感的存在，在整個配電線路中會出現(xiàn)一個極大的震蕩電流，這個時候故障指示器也會及時檢測出電流的變化以及地電壓的急劇下降情況，因而能夠肯定的判斷成接地。

3、五次諧波法

這一方法主要是通過五次的諧波采樣，對每次采樣的情況進行記錄和關(guān)注，如果發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)的電壓下降明顯和五次諧波突增，就能夠肯定的判斷成接地。

二、配電線路在線故障識別

1、配電系統(tǒng)中的高阻故障。高阻故障主要是指架空線路出現(xiàn)斷裂時，與高阻抗的地面發(fā)生接觸，或者是正常運行的架空線路與周圍的物體發(fā)生接觸，從而引發(fā)了高阻故障。例如：周圍的建筑物以及離架空較近的樹木在表面上存在一些短路。又如：一些碎石、瀝青以及沙礫等物體的表面，由于受到閃電和雷擊的影響，這就容易發(fā)生高阻的故障。高阻故障的電流水平比一般的直接短路接地的故障電流的水平低，這就使得高阻故障不能夠使用傳統(tǒng)的過電流保護方法檢測出來。高阻故障能夠使得電力系統(tǒng)產(chǎn)生更加嚴重的故障，除此之外，高阻故障還可能引發(fā)人身觸電、火災(zāi)等嚴重的后果。

2、配電系統(tǒng)中的間歇性故障。間歇性故障主要是指在線路發(fā)生的間歇性進行放電，與此同時伴隨著弧光等情況，并且具有瞬時性和重復(fù)性的特點。在間歇性故障中，兩次連續(xù)故障的間隔時間可能會從幾秒擴展到幾天，而且間歇性故障表現(xiàn)出一定的隨意性。在發(fā)生間歇性故障的時候，要進行查明故障的原因，并且要及時進行維護。如果對間歇性故障沒有進行及時的維護，這將不利于配電網(wǎng)的順利發(fā)展，而且也會使得安全隱患一直存在，最終會危害電力系統(tǒng)的安全運行，而且給人民群眾的生活帶來一定的危害。

3、單相接地故障。單相接地故障是配電網(wǎng)中最容易發(fā)生的，但是最難查找的故障。有關(guān)單相接地故障中，要對暫態(tài)過程進行分析，暫態(tài)信號存在著豐富的故障信息，而且暫態(tài)過程不受接地方式的影響。因此，在單相接地故障中，要合理的把握電容電流的暫態(tài)分量，這樣有利于配電網(wǎng)的正常運行。

三、配電線路在線故障診斷方法

1、監(jiān)測定位方法。監(jiān)測定位方法主要是指在線路的主要分支點以及常發(fā)生故障的區(qū)域安裝探測器，從而用分支探測器進行實時監(jiān)測零序電力的定位故障點的方法。該方法可以檢測到電力線路的參數(shù)，通過電力線路參數(shù)的改變從而可以清楚的判斷故障發(fā)生的地方。然而通過定位監(jiān)測故障需要安置檢測裝置，這就在技術(shù)方面和成本方面存在一定的困難，并且日后維護的工作也是非常龐大的。

2、被動式定位方法。在被動式定位的方法中，主要采用區(qū)段查找法、阻抗法、行波法這三種方法進行被動式定位。區(qū)段查找法主要是利用配電網(wǎng)自動化設(shè)備監(jiān)測各個線路的電氣信息，從而可以清楚的判斷故障發(fā)生的區(qū)段。區(qū)段查找法可以確定故障發(fā)生的區(qū)段，從而縮小了故障的范圍，并且也縮短了查找的時間。阻抗法受到路徑阻抗、線路負荷和電源的影響較大，但是在阻抗法中具有投資少的優(yōu)點。行波法在監(jiān)測故障的時候具有很高的準確性，但是對于故障的準確性卻不能夠及時的把握。

3、主動式定位方法。在主動式定位方法中，主要包括S注入法、中性點脈寬注入法、交直流綜合注入法這三種方法。S注入法通過對發(fā)生的故障進行確定，從而可以通過信號對故障點進行確定，這就使得它具有較高的定位精度。但是S注入法不能適用于配電網(wǎng)故障的在線定位。中性點脈寬注入法在監(jiān)測故障的時候，具有可靠性、安全性能好的特點。交直流綜合注入法具有一定的危險性，它不能及時的檢測故障發(fā)生的區(qū)域，這就使得故障地位的時間較長，費時費力。

4、智能定位方法。智能定位方法是基于故障投訴信息進行推理的故障定位的方法。智能定位方法通過將SVM方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相結(jié)合來確定故障發(fā)生的區(qū)域。但是智能定位方法使用于線性可分的數(shù)據(jù)，從而使得配電線路的在線故障得以識別。

四、配電線路在線故障診斷系統(tǒng)研究

1、基于HHT方法的配電線路故障診斷系統(tǒng)。在基于HHT方法的配電線路故障診斷系統(tǒng)中，首先要進行信號檢測。在信號檢測的過程中，主要是測取與故障有關(guān)的狀態(tài)信號。狀態(tài)信號是判斷故障的唯一依據(jù)在信號檢測的過程中主要包括以下幾個方面：第一，信號的測取過程；第二，信號的調(diào)理過程；第三，數(shù)據(jù)的采集過程；通過這三個過程準確的獲得數(shù)據(jù)，從而能夠準確的處理故障。其次，特征抽取。在這一過程中，將信號檢測得到的初始狀態(tài)的信號通過信號的分析處理，從而形成了待檢模式。再次，狀態(tài)識別。在這一過程中，要準確的分析故障，利用數(shù)據(jù)庫的先進技術(shù)建立一個有效的檔案庫，將待檢模式與基準模式進行比較判斷，從而可以清楚的判斷出設(shè)備是否處于正常的運行狀態(tài)。最后，預(yù)報決策。在這一過程，要查明故障的情況，并且分析產(chǎn)生故障的原因，從而可以預(yù)測出未來的發(fā)展趨勢。

2、配電線路在線故障的診斷系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，配電網(wǎng)和人們的日常生活有著密切的聯(lián)系，如果配電網(wǎng)一旦發(fā)生了故障，就會影響了國民經(jīng)濟和人們的日常生活。配電線路在線故障的診斷系統(tǒng)方案如下：首先要進行故障檢測。在配電網(wǎng)運行的過程中，要對配電線路進行檢查，通過先進的科學技術(shù)查明出現(xiàn)的故障。其次，要對故障進行分類。在檢測到故障之后，相關(guān)人員要使用HHT的方法對故障進行分類，這樣可以使得相關(guān)的工作人員根據(jù)實際的情況實際分析，能夠準確的消除故障。最后，在對故障進行分類之后，然后在對故障進行定位，故障定位主要是指線路分支的定位，具體是指對在配電線路中安裝的傳感裝置所采集到的信息進行分析處理，并且將線路中出現(xiàn)的故障進行定位。

五、結(jié)束語

綜上所述，配電線路是電網(wǎng)運行的命脈所在，在電能輸送的過程中是比較脆弱的，一旦受到外力的破壞或者工作人員的操作失誤，都會導(dǎo)致供電中斷，嚴重的會造成電網(wǎng)的瓦解，影響到人們的生產(chǎn)和生活。為了更好地保障供電的穩(wěn)定以及電網(wǎng)運行的安全，供電企業(yè)必須要提高對配電線路的重視程度，及時準確的識別和診斷在線故障，并采用靈活的手段對故障進行解決，確保配電線路運行穩(wěn)定，維護人們的利益和電網(wǎng)的安全。 ■

參考文獻

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