電力線路在線巡視監(jiān)測(cè)及故障精確定位分析

國(guó)祥鑫

巧家供電有限公司

電力線路在線巡視監(jiān)測(cè)及故障精確定位分析

國(guó)祥鑫

巧家供電有限公司

電力線路的在線監(jiān)測(cè)和故障精確定位一直以來(lái)是我國(guó)智能電力線路的技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)，前者的主要作用在于對(duì)電力線路進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)檢測(cè)，以便于工作人員找到供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的隱患故障；后者主要是在找出故障后幫助維修人員對(duì)故障原因進(jìn)行精確的定位，并盡快對(duì)故障進(jìn)行維護(hù)處理，最大程度的減少對(duì)居民正常用電的影響。就發(fā)展?fàn)顩r而言，我國(guó)在電力線路的維修方面仍然存在著很多不足，在一些方面很容易受到環(huán)境的影響，且故障的精確定位也有著不穩(wěn)定性，接下來(lái)要對(duì)于故障的巡視和定位進(jìn)行必要的闡述。

電力線路；在線監(jiān)測(cè)；故障精確定位

電力線路的在線監(jiān)測(cè)是找出電力線路運(yùn)行中的隱患故障，并對(duì)該隱患進(jìn)行及時(shí)處理；線路發(fā)生故障后的故障精確定位是幫助維修人員快速判斷故障原因，然后進(jìn)行故障恢復(fù)處理，進(jìn)而不影響居民的正常用電。然而，在實(shí)際的電力線路運(yùn)行中，其在線巡視監(jiān)測(cè)和故障精確定位還有一些細(xì)節(jié)方面沒(méi)有處理好，需要進(jìn)一步進(jìn)行改善。

1 電力線路在線巡視監(jiān)測(cè)的兩種方式

電力線路在線巡視監(jiān)測(cè)包括人工巡視和直升機(jī)在線巡視兩種監(jiān)測(cè)方式。人工巡視監(jiān)測(cè)方式是由巡視人員利用紅外線成像儀、攝像機(jī)等電子智能設(shè)備完成電力線路的在線巡視監(jiān)測(cè)工作。具體的在線巡視監(jiān)測(cè)內(nèi)容如表1所示。

對(duì)于電力線路在線巡視監(jiān)測(cè)的人工巡視來(lái)說(shuō)，耗費(fèi)的資金成本較高，而且在一些復(fù)雜的地形區(qū)域會(huì)加重人工巡視的工作量。因此，電力線路在線巡視監(jiān)測(cè)人員更加偏向直升機(jī)巡視，直升機(jī)巡視較為簡(jiǎn)單是指直升飛機(jī)按照電力線路飛行，工作人員對(duì)沿岸電力線路的異常情況進(jìn)行記錄，但礙于惡劣氣候條件的限制，會(huì)對(duì)直升飛機(jī)在線巡視監(jiān)測(cè)產(chǎn)生一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。因而無(wú)論是人工巡視還是直升機(jī)巡視，對(duì)電力線路在線巡視監(jiān)測(cè)都會(huì)造成“漏失”，而且不能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修的同步操作，這就造成電力線路在線巡視監(jiān)測(cè)的經(jīng)濟(jì)損失。

2 電力線路監(jiān)測(cè)和故障定位的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

當(dāng)前最為常見(jiàn)的巡視方式是故障指示器和IC卡技術(shù)。在輸配電系統(tǒng)中，尤其是大量使用環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)的配電系統(tǒng)中，當(dāng)下級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)短路故障或接地故障時(shí)，利用故障指示器就能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)上一級(jí)供電系統(tǒng)進(jìn)行分?jǐn)?，從而避免發(fā)生嚴(yán)重的故障。電力線路的在線巡視主要是利用桿塔上的監(jiān)視系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)及紅外線成像儀等智能電子設(shè)備，根據(jù)電力線路在線巡視系統(tǒng)所反饋回來(lái)的異常數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)電力路線的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析檢測(cè)。電力線路的中性點(diǎn)接地方式的不同給相關(guān)研究人員帶來(lái)了很大的技術(shù)困擾。饋線自動(dòng)化開關(guān)的發(fā)展與成熟成為近年來(lái)的關(guān)注熱點(diǎn)。饋線自動(dòng)化主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)及通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)來(lái)對(duì)電力線路的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并對(duì)線路開關(guān)進(jìn)行合閘、分閘等遠(yuǎn)程遙控操作，在很大程度上能起到節(jié)省人力資源的作用并能夠逐步實(shí)現(xiàn)配電的自動(dòng)化發(fā)展。

3 電力線路故障精確定位

3.1 故障測(cè)距

故障測(cè)距方法，常常用來(lái)解決在多分支下多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的精確定位等問(wèn)題，在故障特征微弱的情況下，故障穩(wěn)態(tài)量方法可能導(dǎo)致失效。故障分析法是利用故障時(shí)采集的工頻電壓、電流量等相關(guān)數(shù)據(jù)，在經(jīng)過(guò)工作人員進(jìn)行整理和分析，判斷和定位故障點(diǎn)的距離?？墒?，確定系統(tǒng)操作和線路等特性在已知的條件下，電力線路故障時(shí)，測(cè)量點(diǎn)的電壓、電流量是故障點(diǎn)距離的函數(shù)，因此完全可以用故障時(shí)記錄下來(lái)的測(cè)量點(diǎn)電壓和電流量分析計(jì)算，得出故障點(diǎn)的位置。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，故障分析法還能夠自動(dòng)化設(shè)備有效地完成。由于該方法會(huì)受到系統(tǒng)阻抗和故障點(diǎn)過(guò)渡阻抗的影響，會(huì)導(dǎo)致故障測(cè)距精度低下。電力路線中故障測(cè)距是為了高效無(wú)誤地定位故障的精確位置，從而減少故障點(diǎn)查找困難、巡線勞動(dòng)強(qiáng)度大等事故，避免過(guò)多的線路出現(xiàn)停電或故障情況。

3.2 區(qū)段的定位

首先，當(dāng)接地時(shí)，變電所終端根據(jù)零模電壓變化進(jìn)行啟動(dòng)，并選擇合理的故障線路；其次，各出線的饋線終端根據(jù)檢測(cè)點(diǎn)零模電流的突變狀況進(jìn)行啟動(dòng)；主站接收終端的數(shù)據(jù)后，對(duì)故障線路的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。但是這些方法對(duì)于母線反射波的反應(yīng)幅度較為強(qiáng)烈，不容易得到精確結(jié)果。近年來(lái)饋線自動(dòng)化技術(shù)得到快速的發(fā)展和應(yīng)用，饋線自動(dòng)化應(yīng)用上有就地控制方式和遠(yuǎn)方控制方式。前者主要通過(guò)重合器和各分段斷路器來(lái)進(jìn)行故障判斷，包括多級(jí)重合器、重合器和分段器結(jié)合、重合器與自動(dòng)配電開關(guān)結(jié)合等方案，不需要主站控制，具有成本低見(jiàn)效快的優(yōu)勢(shì)，但是這種方法的開關(guān)設(shè)備過(guò)于復(fù)雜不適用大部分工作區(qū)域，給維修人員帶來(lái)了一定的困難；后者主要通過(guò)負(fù)荷開關(guān)和FIU系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)FIU將現(xiàn)場(chǎng)故障信息發(fā)至主站再由主站對(duì)故障進(jìn)行定位分析并控制開關(guān)。此外，F(xiàn)IU在基于故障電流狀態(tài)差動(dòng)的原理上，可以作為各分段斷路器的饋線保護(hù)，表現(xiàn)為當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，變電站開關(guān)會(huì)跳開然后由配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行分析判斷，以遠(yuǎn)程遙控的方式來(lái)隔離故障并盡快恢復(fù)故障區(qū)域的正常供電。

[1] 鐘準(zhǔn)昆. 電力線路在線巡視監(jiān)測(cè)及故障精確定位的研究[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，25：200-201.

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[3] 洪祎祺. 電力電纜運(yùn)行維護(hù)及故障探測(cè)[D].上海交通大學(xué)，2014.