架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)探析

鄭杰勇

摘要：在電力系統(tǒng)中，架空輸電線路是一個重要的組成部分，其關系著供電的穩(wěn)定性和可靠性。然而，在架空輸電線路實際運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，影響正常的供電，因此，做好故障診斷工作對于架空輸電線路而言是十分重要的。本文首先介紹了架空輸電線路故障智能診斷系統(tǒng)的組成、工作流程以及故障識別原理，然后對架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)的實際應用進行了探析。

關鍵詞：架空輸電線路；跳閘故障診斷；診斷系統(tǒng)

0.引言

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民的生活水平得到了很大的提升，對電力的需求也變得越來越大，同時對供電的可靠性和穩(wěn)定性也提出了更高要求。架空輸電線路在電力系統(tǒng)中起著重要的作用，因此做好架空輸電線路工作避免發(fā)生跳閘故障成為電力系統(tǒng)的一個重要研究課題。目前，架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)被廣泛應用于架空輸電線路診斷工作中，能夠?qū)μl故障進行智能診斷，因此，研究架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)具有一定的必要性。

1.架空輸電線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的組成

輸電線路故障智能診斷系統(tǒng)在進行設計時，采用了分層分布式的體系，系統(tǒng)的主要構(gòu)成有三個部分，一部分是現(xiàn)場監(jiān)測終端，一部分是工作站，還有一部分是數(shù)據(jù)中心，和其他兩個部分不同，數(shù)據(jù)中心還可以另外提供一個功能，也就是WEB服務查詢。工作站與數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心與現(xiàn)場監(jiān)測終端都是相互連接的，連接方式采用的是廣域網(wǎng)。架空輸電線路故障智能診斷系統(tǒng)雖然作為一個單獨的系統(tǒng)，但是實際上其也是輸電線路工況在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，和在線監(jiān)測系統(tǒng)另外的組成部分一同分享監(jiān)測信息。

1.2線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的工作流程

在輸電線路故障智能診斷系統(tǒng)中，現(xiàn)場監(jiān)測終端是重要的組成部分，這一部分主要安裝在輸電線路導線上，一旦輸電線路發(fā)生故障，現(xiàn)場監(jiān)測終端就會進行監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容主要包含三個部分，一部分是故障行波電流，一部分是工頻故障電流，一部分是諧波電流，在監(jiān)測的過程中會收集相應信號，收集完畢后會傳送到數(shù)據(jù)中心。為了實現(xiàn)和現(xiàn)場終端的通信，會用到GPRS，數(shù)據(jù)中心進行通訊時，會將現(xiàn)場監(jiān)測終端傳上來的信息全部接收，同時還會傳給現(xiàn)場監(jiān)測終端相關的控制信息[1]。然后，對于已經(jīng)傳上來的故障信息，數(shù)據(jù)中心會對其進行相應診斷，之后將信息和結(jié)果一并保存入庫。工作站的位置處于室內(nèi)，在每個管理辦公室里都會有所分布，可以實現(xiàn)人工操作，其主要功能是建立和設置監(jiān)測系統(tǒng)、對信息以及結(jié)果進行查詢等，還有一個非常重要的功能，是實現(xiàn)對現(xiàn)場監(jiān)測終端的控制設置。

1.3線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的故障識別原理

架空輸電線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)在實際檢測應用過程中，其檢測的裝置是分布在各個輸電線上的，從而可以起到分接輸電線路的作用，對電流進行監(jiān)測和記錄。首先，在分析過工頻故障電流后可以準確的確定出故障所處的范圍，然后采用行波定位的方式更加精確的指出故障的具體位置，能夠降低其他因素對信號的干擾，提升監(jiān)測的準確度，最終查找到準確的故障位置。如果故障發(fā)生的位置處在監(jiān)測終端與變電站之間時，工作故障信號的方向是一樣的，可以通過紀錄信號的方式來準確判定故障的位置。線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)針對不同性質(zhì)的故障，識別的方法也會有所不同。

2.架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)的實際應用

2.1利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行故障診斷

人工神經(jīng)網(wǎng)絡屬于規(guī)模較大的時間動力系統(tǒng)，具有非線性功能，能夠協(xié)同處理信息。人工神經(jīng)網(wǎng)絡的每個神經(jīng)元結(jié)構(gòu)都并不復雜，其功能也十分簡易，但是當眾多神經(jīng)元組合到一起形成一個網(wǎng)絡系統(tǒng)時，其作用是不可小視的[2]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡和數(shù)字計算機相比，其在集體運算以及適應能力上更加強大，不僅具有很強的抗變換性，還具備很好的容錯性，因此，目前在輸電線路跳閘故障智能診斷上得到了很好的應用。而模糊規(guī)則的表述破了一定的分明集界限，表達方式更加自然，能夠借助一些邏輯推理表述出連續(xù)的函數(shù)，從而調(diào)整智能診斷系統(tǒng)的參數(shù)，增加診斷的準確率。通過對兩個系統(tǒng)的結(jié)合，達到優(yōu)勢互補，在架空輸電線路跳閘故障診斷中發(fā)揮出突出的作用。

2.2定位故障位置，有效識別故障

架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)能夠定位故障所在的位置，并且還能夠有效的識別出故障的性質(zhì)，起到協(xié)助判斷的作用，有利于輸電線路的故障維修工作。例如，某地區(qū)500kV架空輸電線路中，有100km在最近的時間內(nèi)發(fā)生過跳閘事故，因此該地區(qū)相關電力人員在48號桿塔、110號桿塔以及135號桿塔處，安裝了架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)，然后收集診斷數(shù)據(jù)。在2016年8月17日17點12分34秒時，110號桿塔處的兩側(cè)A開關出現(xiàn)了跳閘現(xiàn)象，并且重合成功，在對這一時間的興波電流波形圖進行分析后，分析相應的工頻故障電流波形圖，然后在雷電定位系統(tǒng)中進行查找，最終判定此事件中的故障并不是雷擊導致。在此基礎上，輸電線路檢修人員開始對線路進行檢查，發(fā)現(xiàn)110號桿塔的兩邊相放有鳥糞放電的現(xiàn)象出現(xiàn)，留下了一些放電痕跡，但是在架空地線和絕緣子串中卻并沒有任何放電的痕跡出現(xiàn)，根據(jù)這個結(jié)果檢修人員果斷的采取了維修措施。

2.3對輸電線路的防雷工作進行指導

每一個地區(qū)的環(huán)境和系統(tǒng)設施布局都有所區(qū)別，因此每個地區(qū)輸電線路遭受雷擊的程度和頻率都不盡相同，要想做好輸電線路的防雷工作，應該提前知曉每一個地區(qū)的雷擊發(fā)生頻率以及遭受雷擊的程度，并以此為依據(jù)采取最有效的防雷措施。在這種基礎上進行防雷工作能夠節(jié)省成本，減少人力、物力、財力的投入，并且能夠篩選出最優(yōu)的防雷措施，能夠使防雷效果應該明顯，大幅度提升輸電線路的穩(wěn)定性和可靠性[3]。例如，某省220kV關泉線2016年4月22日在雷電天氣的影響下，39～46桿塔與224～234桿塔之間的雷電活動非常強烈，架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)顯示，在此次雷電事件中，39～46桿塔與224～234桿塔之間的雷擊和其他段桿塔的累積程度相比要嚴重很多，一共遭受4次雷擊，其他桿塔幾乎沒有發(fā)生雷擊現(xiàn)象，發(fā)生了雷擊現(xiàn)象也有且只有一次。由此可以看出，架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)在診斷雷電的能力上是非常強大的，完全可以以此為依據(jù)對輸電線路的防雷工作進行指導，從而采取最優(yōu)的防雷措施。

3.結(jié)語

綜上所述，本文對線路跳閘故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成進行了分析，線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成包含現(xiàn)場監(jiān)測終端、工作站以及數(shù)據(jù)中心三個組成部分，每個部分都有著重要的作用，共同實現(xiàn)對架空輸電線路故障跳閘故障的診斷。在實際生活中，架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)有著十分廣泛的應用，能夠定位故障的準確位置、識別故障的性質(zhì)，并且能夠?qū)旊娋€路的防雷工作進行指導，協(xié)助電力人員采取最優(yōu)的防雷措施。為了提升供電的安全性和可靠性，電力行業(yè)人員應積極使用架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)，并在此基礎上不斷的進行研究，優(yōu)化架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)的性能，推動電力事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]裴慧坤，岳鑫桂.智能故障定位監(jiān)測系統(tǒng)在高壓架空線路跳閘分析中的應用[J].中國高新企業(yè)，2012（27）.

[2]吳兆鑫，王向前，張國清.基于故障原因綜合辨識的輸電線路跳閘智能分析[J].機電信息，2013（27）.

[3]孫鑫，楊超.架空輸電線路跳閘故障智能診斷的研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，10（18）：108～110.