10kV配網(wǎng)運(yùn)行中狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用研究

劉四寧

摘 要：10kV配網(wǎng)是主要的配網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)際運(yùn)行中難免出現(xiàn)多種故障問題，積極排查故障，并采取解除故障的措施才能恢復(fù)配網(wǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，提高配網(wǎng)運(yùn)行效率，為配網(wǎng)創(chuàng)造一個(gè)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，才能提高供電服務(wù)質(zhì)量。本文主要分析了狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷技術(shù)在配網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：10kV 配網(wǎng)運(yùn)行；狀態(tài)監(jiān)控；故障診斷；應(yīng)用

中圖分類號：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

經(jīng)濟(jì)的建設(shè)推動著用電需求量的與日俱增，配網(wǎng)工程逐漸拓展，覆蓋范圍逐漸擴(kuò)大，這就為配網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測與管理提出了全新的要求。配網(wǎng)系統(tǒng)分布范圍廣、途徑環(huán)境復(fù)雜，實(shí)際工作中難免遭受多種不良干擾，形成故障，必須加大對配網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)測力度，提高配網(wǎng)運(yùn)行水平。

一、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

1.系統(tǒng)的安裝

為了能夠發(fā)揮對配網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)控、診斷，就要科學(xué)地裝配這兩大系統(tǒng)，其中前端采集系統(tǒng)的安裝至關(guān)重要，最為核心的就是FTU設(shè)備，為了促進(jìn)其功能的充分發(fā)揮，應(yīng)該嘗試著同柱上斷路器同步裝配，同時(shí)，一般應(yīng)該選擇特定的斷路器、二次接線等負(fù)責(zé)連接，讓FTU同配網(wǎng)斷路器之間完美配合，同時(shí)，讓這一整體裝配至柱上。同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部斷路器實(shí)際運(yùn)行操作中，一般是按照互感器的工作線路對應(yīng)調(diào)節(jié)電源，通常選配蓄電池作為供應(yīng)性電源。

2.系統(tǒng)的檢測應(yīng)用

主要借助于先進(jìn)的智能化技術(shù)、信息技術(shù)，狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)一般包括前端采集系統(tǒng)、軟件控制系統(tǒng)、故障巡檢等結(jié)構(gòu)。每一個(gè)局部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都承擔(dān)自身的功能和任務(wù)。

前端采集系統(tǒng)：一般用來監(jiān)測配網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)模式、狀態(tài)，圍繞10kV配網(wǎng)的工作模式、運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來實(shí)施動態(tài)化監(jiān)測，具體的監(jiān)測依據(jù)為：配網(wǎng)線路的架設(shè)、分布狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備的配置方位等，此系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采集來自于運(yùn)行中的配網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)將其傳輸至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，這一系統(tǒng)能夠圍繞所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行集中分析、判斷是否出現(xiàn)故障。此系統(tǒng)能夠高效、準(zhǔn)確地定位配網(wǎng)中所出現(xiàn)的故障，然而，不能預(yù)測可能出現(xiàn)的故障。

軟件管理系統(tǒng)：一般負(fù)責(zé)接收與分析數(shù)據(jù)，具體的數(shù)據(jù)來源為：前端采集系統(tǒng)，同時(shí)，要從整體上、動態(tài)監(jiān)視、監(jiān)測配網(wǎng)的工作狀態(tài)，同時(shí)，也能夠參照線路具體的工作狀態(tài)來遠(yuǎn)距離控制斷路器，決定其閉合與斷開，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，則能夠在第一時(shí)間剖析線路的故障點(diǎn)，所處的區(qū)域和位置， 從而阻隔故障區(qū)，形成一個(gè)故障隔離區(qū)。

接地點(diǎn)故障巡檢系統(tǒng)：通常用于接地故障的測試、監(jiān)督與檢查，如果發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)有單相故障，此巡檢系統(tǒng)則能夠讓監(jiān)測信號流向故障所處的區(qū)域或線路，也能憑借某一監(jiān)測設(shè)備來定位、分析具體的故障點(diǎn)，協(xié)助人們發(fā)現(xiàn)故障。有效提升故障檢修工作效率，控制人力、物力、資金等的投入，控制了配網(wǎng)故障檢修成本。同時(shí)，接地點(diǎn)故障巡查系統(tǒng)具有動態(tài)巡查功能，能夠?qū)碜杂谂渚W(wǎng)系統(tǒng)的電流、負(fù)荷等進(jìn)行動態(tài)檢查與監(jiān)測，以便于及時(shí)、第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)故障。

這一集數(shù)據(jù)采集、分析、處理與巡查為一體的自動化檢測系統(tǒng)，在實(shí)際的配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷中得到了深入應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)檢測模式的弊端，消除了人工檢測的成本浪費(fèi)、人力浪費(fèi)等問題。

此自動化監(jiān)測系統(tǒng)對配網(wǎng)運(yùn)行中的故障具有廣泛的識別功能，已經(jīng)運(yùn)用到雷電故障高發(fā)區(qū)、多故障頻發(fā)設(shè)備等的檢測與監(jiān)督，同時(shí)，這一系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)對配網(wǎng)運(yùn)行中的負(fù)荷值的動態(tài)監(jiān)測，從而及時(shí)預(yù)測與定位故障，及時(shí)采取解救措施。

二、暫態(tài)對地電壓法與超高頻法的聯(lián)合應(yīng)用

1.檢測技術(shù)的介紹

暫態(tài)對地電壓法，簡稱：TEV，屬于帶電監(jiān)測技術(shù)，實(shí)際運(yùn)用中體現(xiàn)出高度的靈活、敏感、抵御干擾等特征，被廣大的配網(wǎng)運(yùn)行檢測所認(rèn)可。然而，實(shí)際的配網(wǎng)環(huán)境必然存在多種干擾源，使得TEV單獨(dú)監(jiān)測的作用相對有效，特別是當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，例如：開關(guān)柜中出現(xiàn)局部放電故障時(shí)，TEV法可能準(zhǔn)確做出判斷，對此則需要聯(lián)合超高頻法進(jìn)行檢測。

超高頻監(jiān)測法，簡稱：UHF，主要應(yīng)用于電氣設(shè)備的監(jiān)測，例如：變壓器、電纜、同步電機(jī)等。以往的局部放電監(jiān)測通常由于被測信號頻率過低，再加上外界因素的干擾等，無法有效監(jiān)測到局部放電故障。對此可以提高被測信號頻率，使其處于超高頻區(qū)間，通常達(dá)到500MHz～1500MHz，再提取來自于系統(tǒng)局部放電的高頻信號，進(jìn)行檢測，以此來提高檢測效率。

2.監(jiān)測技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用

（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過實(shí)踐調(diào)研的方式獲得配網(wǎng)系統(tǒng)開關(guān)柜絕緣子的等值鹽密，而且將各個(gè)受到一定污染的絕緣子統(tǒng)一放在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，對其實(shí)施局部放電測試，創(chuàng)建一個(gè)適合于暫態(tài)對地電壓法，超高頻監(jiān)測法聯(lián)合應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)空間，憑借科學(xué)的試驗(yàn)、測試得出當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)局部放電故障時(shí)，TEV信號和UHF信號二者之間的聯(lián)系，以此關(guān)系為依據(jù)開展實(shí)驗(yàn)。

（2）局部放電檢測

將TEV法與UHF法聯(lián)合起來，對特定配網(wǎng)范圍內(nèi)的各個(gè)開關(guān)柜，單獨(dú)針對其局部放電故障加以測試，通過測試得出局部放電極值、頻數(shù)等，通過此檢測與應(yīng)用得以判斷TEV法實(shí)際應(yīng)用中的功效，以及同UHF法之間的配合關(guān)系，也能得到來自于開關(guān)柜方面的相關(guān)信息，對應(yīng)創(chuàng)建一個(gè)專門用于局部放電檢測的信息數(shù)據(jù)模型。

（3）檢測流程

圍繞開關(guān)柜，對其一側(cè)來施加電壓，透過暫態(tài)對地電壓法與超高頻電壓法兩個(gè)通道如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)平衡、平穩(wěn)地釋放電能時(shí)，再終止電壓的施加。發(fā)揮示波器的單次觸發(fā)作用，對應(yīng)收錄下來自于相同點(diǎn)各個(gè)通道的波形，同時(shí)，將這些波形加以對比，將檢測點(diǎn)均勻地分布在開關(guān)柜表層，并將其位置牢固，將TEV探頭、UHF天線對應(yīng)放在檢測點(diǎn)位置，對應(yīng)收集各個(gè)檢測點(diǎn)的波形。對示波器的旋鈕加以調(diào)整，確保采樣的市場達(dá)到單個(gè)工頻周期的時(shí)長，一般要達(dá)到20ms。

因?yàn)門EV探頭已經(jīng)被牢固于特定的檢測點(diǎn)，而且動態(tài)調(diào)整加壓，能夠借此測試獲得不同電壓值下，開關(guān)柜的放電極值，再在兩種方法的配合下來獲得檢測極值。即便濕度達(dá)到較高水平，例如：90%，依然可以通過反復(fù)操作以上流程來獲得所需的檢測數(shù)據(jù)和數(shù)值，最終得到局部放電擊穿的具體時(shí)間。

同時(shí)，由于UHF天線被設(shè)置在開關(guān)柜外圍，來自于變壓器的高壓引線能夠逐步延伸到開關(guān)柜中的高壓電極側(cè)，使得開關(guān)柜能夠良好接地，實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作中變壓器將輸出9kV的電壓。

如果開關(guān)柜出現(xiàn)局部放電，信號頻譜也相對過寬，如果施壓值不變，則整個(gè)系統(tǒng)會由于自身濕度的上升，對應(yīng)的絕緣度變?nèi)?，從而帶來更?yán)重的局部放電現(xiàn)象。

實(shí)際的檢測過程中得出，高頻法可以集中規(guī)避、抵抗一切外界的不良干擾，從而更加高效、精準(zhǔn)地檢測到局部放電問題，實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)出多重優(yōu)勢。

結(jié)語

配網(wǎng)實(shí)際工作狀態(tài)下將產(chǎn)生多種不良影響，出現(xiàn)多種故障問題，為了能夠有效支持配網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須做好配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測、監(jiān)督與檢查，提高配網(wǎng)運(yùn)行效率，選擇先進(jìn)的檢測技術(shù)、監(jiān)督技術(shù)，確保配網(wǎng)的安全，本文中所提到的配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷自動化系統(tǒng)能夠妥善發(fā)揮檢測作用，提高配網(wǎng)監(jiān)測工作效率，維護(hù)配網(wǎng)的安全運(yùn)行。

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