配電線路故障在線監(jiān)測(cè)裝置分析

張凱明

國(guó)網(wǎng)四川省電力公司平昌縣供電分公司 四川巴中 636600

配電線路承擔(dān)著輸送電力的重任，配電線路一旦出現(xiàn)故障就會(huì)影響到正常用電，因此配電線路出現(xiàn)故障時(shí)需要及時(shí)排查故障并進(jìn)行修復(fù)。但是，配電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難及時(shí)排查出具體的故障問題，而應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)裝置可以對(duì)配電線路的運(yùn)行情況進(jìn)行全面檢測(cè)，為電力人員排查故障、修復(fù)故障提供便利。

1 配電線路概述

配電線路是輸送電力的線路，可將降壓變電站當(dāng)中的電力輸送到配電變壓器，也可將配電變電站當(dāng)中的電力輸送到用電單位[1]。正常情況下，配電線路的電壓在3.6KV-40.5KV這個(gè)范圍內(nèi)。在建設(shè)配電線路時(shí)需要保證配電線路的安全可靠，要保證配電線路能夠連續(xù)供電，這樣才能夠有效提高輸電效率。在自然因素、人為因素以及設(shè)備因素的影響下，配電線路很容易出現(xiàn)短路故障、接地故障等故障，不僅會(huì)影響到供電質(zhì)量，也可能會(huì)引發(fā)安全事故。

2 故障在線監(jiān)測(cè)裝置概述

配電線路故障在線監(jiān)測(cè)裝置是以故障指示器技術(shù)以及通用分組無線業(yè)務(wù)技術(shù)為基礎(chǔ)的，主要由線路信號(hào)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)以及監(jiān)控中心共同構(gòu)成的在線監(jiān)測(cè)裝置[2]。（1）線路信號(hào)采集系統(tǒng)的核心技術(shù)為數(shù)字信號(hào)處理器，主要是由分析算法電路、電源電路等模塊共同構(gòu)成，其中包括數(shù)據(jù)通信裝置，可以傳輸所采集的故障信息。（2）數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)能夠接收故障信息，并對(duì)故障信息進(jìn)行分析處理，然后再將故障信息輸送到監(jiān)控中心。數(shù)據(jù)傳輸控制系統(tǒng)當(dāng)中包含手機(jī)卡等無線傳輸終端，可以將故障信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)上，也可以將故障信息發(fā)送到特定的手機(jī)上，這樣電力人員就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。

3 配電線路故障在線監(jiān)測(cè)裝置的重要性

3.1 有利于縮短故障停電時(shí)間

通常情況下，如果配電線路出現(xiàn)故障的話需要利用六至二十四小時(shí)排查故障，但是應(yīng)用故障在線監(jiān)測(cè)裝置能夠有效縮短故障排查時(shí)間，大約能夠縮短兩小時(shí)左右[3]。如果在一年時(shí)間內(nèi)，配電線路會(huì)出現(xiàn)五十次故障，那么利用故障在線監(jiān)測(cè)裝置就可以縮短100個(gè)小時(shí)的故障排查時(shí)間，也就是可以減少100個(gè)小時(shí)的停電時(shí)間，就可以減少將近450MW·h的電量損失，有利于增加電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 有利于提高電力人員的工作效率

配電線路出現(xiàn)故障時(shí)，電力人員需要在一個(gè)非常大的范圍內(nèi)排查故障，無異于大海撈針，增加了電力人員的工作壓力，也影響到了電力人員的工作效率。而利用故障在線監(jiān)測(cè)裝置可以縮小故障排查范圍，這樣不僅可以讓電力人員快速找到故障點(diǎn)，也可以減輕電力人員的工作強(qiáng)度。

3.3 有利于提高供電質(zhì)量

應(yīng)用故障在線監(jiān)測(cè)裝置可以縮小故障排查范圍、縮短故障排查時(shí)間，縮短故障停電時(shí)間，這樣就可以增強(qiáng)供電的穩(wěn)定性，提高供電質(zhì)量，減少對(duì)用戶的影響。

4 配電線路故障在線監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用

4.1 短路故障監(jiān)測(cè)

短路故障指的是電路或者電路當(dāng)中的一部分被短接而出現(xiàn)的故障。能夠誘發(fā)短路故障的因素有很多，比如雷雨、暴雨等惡劣天氣都可能會(huì)誘發(fā)短路故障。在發(fā)生短路故障時(shí)，配電線路的電流會(huì)瞬間升高，這樣不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，還有可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故，因此在故障發(fā)生時(shí)需要及時(shí)排查并修復(fù)故障。配電線路發(fā)生短路就相當(dāng)于兩個(gè)電源直接短接，故障點(diǎn)周圍電路上的電流就會(huì)非常大，繼電保護(hù)裝置就會(huì)直接進(jìn)行斷電。若配電線路同時(shí)出現(xiàn)了以下三種情況，故障在線監(jiān)測(cè)裝置就能夠檢測(cè)出故障。（1）配電線路當(dāng)中出現(xiàn)了突變電流。（2）大電流持續(xù)時(shí)間短，基本不超過3秒。（3）大電流持續(xù)3秒之后，配電線路就會(huì)停電。如圖一所示，如果2號(hào)配電線路D點(diǎn)發(fā)生短路故障的話，大電流在經(jīng)過故障指示器時(shí)，2號(hào)配電線路B相中的標(biāo)號(hào)為2、5、8的三個(gè)指示器以及2號(hào)配電線路C相中的標(biāo)號(hào)為3、6、9的指示器會(huì)發(fā)出信號(hào)，但是2號(hào)配電線路B相中標(biāo)號(hào)為11的指示器和C相中標(biāo)號(hào)為12的指示器不會(huì)發(fā)出信號(hào)。

圖1 配電線路短路故障

4.2 接地故障監(jiān)測(cè)

接地故障指的是導(dǎo)體和大地之間的意外連接，配電線路當(dāng)中出現(xiàn)的故障大多為單相接地故障。接地故障的引發(fā)原因比較多，比如說建筑物位置不當(dāng)、人為影響、樹木影響等。在發(fā)生接地故障時(shí)，不會(huì)直接影響到供電質(zhì)量，但是如果單相接地故障存在時(shí)間過長(zhǎng)的話可能會(huì)引發(fā)短路故障，繼而引發(fā)安全事故，因此需要及時(shí)排查故障。配電線路在發(fā)生單相接地故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同的暫態(tài)現(xiàn)象，比如說可能會(huì)出現(xiàn)接地線路對(duì)地電壓下降、接地線路諧波增大等情況。如果配電線路在發(fā)生單相接地故障時(shí)同時(shí)出現(xiàn)了線路中有突變電流、接地線路電壓下降、接地線路仍然能夠供電這三種情況的話，故障在線監(jiān)測(cè)裝置就能夠檢測(cè)出接地故障。如圖二所示，當(dāng)2號(hào)配電線路D點(diǎn)出現(xiàn)接地故障，故障電流在故障指示器中流過時(shí)，2號(hào)配電線路C相當(dāng)中標(biāo)號(hào)為3、6、9的指示器會(huì)發(fā)出信號(hào)，但是標(biāo)號(hào)為12的指示器不會(huì)發(fā)出信號(hào)。

圖2 配電線路接地故障

4.3 過電流監(jiān)測(cè)

配電線路不僅會(huì)出現(xiàn)短路故障和接地故障，也會(huì)出現(xiàn)過電流這種情況。過電流指的就是配電線路當(dāng)中出現(xiàn)超過額定電流的電流，主要包括短路電流以及過載電流兩種。如果出現(xiàn)大風(fēng)、雷電等惡劣天氣或者是出現(xiàn)線路瞬時(shí)故障的話，配電線路就可能會(huì)出現(xiàn)跳閘等情況，但是不會(huì)造成永久短路，電力人員可利用故障在線監(jiān)測(cè)裝置并按照短路故障的檢測(cè)方法檢測(cè)過電流。

5 結(jié)語(yǔ)

利用故障在線檢測(cè)裝置可以排查短路、接地等故障，在配電線路中的應(yīng)用效果較好，可以有效縮小故障排查范圍、縮短故障處理時(shí)間，增強(qiáng)故障處理的安全性。但是，當(dāng)前故障在線監(jiān)測(cè)裝置仍存在很多不足，需要加大研發(fā)力度，增強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)用性。