架空輸電線路跳閘故障智能診斷

郝強　郝屹良

【摘? 要】電力線路發(fā)展過程中，配電網(wǎng)的線路運營是極其重要的。面對配電線路的實際運行情況，需要及時處理線路的各類配電故障問題，確保配電穩(wěn)定。采用不同的故障排查操作模式，注重配電線路的運維操作，結(jié)合故障內(nèi)容實施有效的診斷分析，明確其實際的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，加強配電線路的故障思路分配。本文將針對配電線路的故障識別和診斷方法進行分析，注重配電線路的運維操作，排除故障，提出合理的診斷實施方案。

【關(guān)鍵詞】架空輸電線路;跳閘故障;智能診斷

中圖分類號：TM933?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引言

輸電線路網(wǎng)絡(luò)部件的種類繁多，例如絕緣子、均壓環(huán)、防振錘、桿塔和輸電線等。各個部件由于常年暴露在自然環(huán)境中，很容易受到天氣、鳥類等因素的影響。最常見的天氣因素包括雷擊、暴雨和高溫。這種劇烈的環(huán)境條件，很大程度上會導(dǎo)致線路部件產(chǎn)生一定程度的形變，甚至出現(xiàn)自爆現(xiàn)象。而鳥害則是直接對部件進行破壞，從而損害部件性能以至于無法工作。因此，對輸電線路部件進行故障分析和檢測顯得尤為重要。

2 跳閘故障

由于變電系統(tǒng)的電路比較多，不少電力線路直接裸露在外面，容易受到風(fēng)、雪、雷電等自然災(zāi)害的影響，從而導(dǎo)致線路老化、絕緣體破壞，線路出現(xiàn)跳閘故障。線路跳閘故障可分為瞬時故障和永久性故障，其中瞬時故障的概率占整個線路故障的70～80%。造成線路發(fā)生瞬時故障的原因主要是由于中性點直接接地系統(tǒng)單相接地，導(dǎo)致故障相電流增大，電壓降低。非故障相電壓升高，則電流增大，線路負(fù)荷增大，非故障相兩相電壓可能升高到原來的3倍，從而導(dǎo)致線路薄弱環(huán)節(jié)被擊穿，造成相間短路故障，隨著事故范圍擴大，最終影響到用戶用電。短路故障發(fā)生時，還會零序電壓或者零序電流，且短路電的零序電壓最大，電路長期處于故障運行狀態(tài)，可能導(dǎo)致多點接地短路，弧光接地，從而破壞電力設(shè)備，造成大范圍停電現(xiàn)象。

3 跳閘故障出現(xiàn)的原因

2019年3月20日06：39，供電公司某110kV變電站A35kVI母上371斷路器過流Ⅱ段保護動作跳閘重合不成，造成變電站B全停事故，系保護越級跳閘事故。

各變電站35kV出線斷路器保護嚴(yán)格執(zhí)行保整定原則，采用遠(yuǎn)后備方式（遠(yuǎn)后備：當(dāng)線路或元件故障而保護裝置或斷路器絕動作時，由各電源側(cè)的相鄰元件保護裝置動作將故障切除），過流I段保護范圍是本線路全長的30%～50%左右，過流II段保護范圍是線路全長及延伸至下條線路的20%～30%左右。正常情況下，變電站B322線路因大風(fēng)、雷暴雨天氣原因?qū)е聵鋲壕€路永久性故障，應(yīng)由變電站B322斷路器保護過流I段0s動作跳閘范圍，但因變電站B322斷路器保護本身原因?qū)е律弦患夒娫磦?cè)變電站A371斷路器過流II段0.4s動作跳閘重合不成，造成變電站B失電。當(dāng)值地區(qū)調(diào)度員因變電站B322線路斷路器無保護信號發(fā)出，并詢問縣調(diào)相關(guān)情況后，故判斷因變電站A371斷路器保護過流II段動作疑是371線路末端故障，調(diào)度下令將變電站B371斷路器由運行轉(zhuǎn)熱備用，試送變電站C322斷路器（由熱備用轉(zhuǎn)運行）因線路故障點存在，變電站C322斷路器過流II段動作跳閘，至此判斷為變電站B322線路永久性故障。調(diào)度下令拉開變電站B322斷路器，合上變電站A371斷路器后，線路運行正常。合上變電站B371斷路器，恢復(fù)變電站B供電。

4 自動化監(jiān)控系統(tǒng)

4.1 廠站端系統(tǒng)

采集變電站中各種表征電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時信息，并根據(jù)需要向調(diào)度控制中心轉(zhuǎn)發(fā)各種監(jiān)視、分析和控制所需的信息。采集的量包括遙測量、遙信量以及保護動作信號等，廠站端以上信息如若上送到調(diào)度主站系統(tǒng)，必須能如實反映站端設(shè)備的狀態(tài)量及模擬量。

4.2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

站端系統(tǒng)采集的信息及時、無誤地通過信息傳輸系統(tǒng)送給調(diào)度控制中心。現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的信息傳輸系統(tǒng)，傳輸信道主要采用電話、電力線載波、微波和光纖，偏僻的山區(qū)或沙漠有少量采用衛(wèi)星通信。但是由于電力線載波信道少，傳輸質(zhì)量差，因此目前新建變電站均采用光纖通信進行數(shù)據(jù)傳送，不僅可靠性高、速度快、容量大，而且采用光纖通信制造成本也大大降低。

4.3 調(diào)度主站系統(tǒng)

1）實時信息的處理。形成正確表征電網(wǎng)當(dāng)時運行情況的實時數(shù)據(jù)庫，確定電網(wǎng)的運行狀態(tài)，對超越運行允許限值的實時信息給出報警信息，提醒調(diào)度值班人員注意。2）提高電能質(zhì)量方面。有自動發(fā)電控制AGC，以維持系統(tǒng)頻率在額定值，控制聯(lián)絡(luò)線功率在預(yù)定的范圍之內(nèi)。無功電壓控制AVC自動投退無功設(shè)備保證系統(tǒng)電壓水平在允許的范圍之內(nèi)，同時使系統(tǒng)網(wǎng)損盡可能小。3）保證系統(tǒng)安全方面。對當(dāng)前系統(tǒng)的安全監(jiān)視、安全分析和安全校正。安全監(jiān)視是調(diào)度員經(jīng)常要做的工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行狀態(tài)異常，要及時進行處理。安全分析主要是預(yù)想事故分析，看在預(yù)想事故下系統(tǒng)是否仍處在安全運行狀態(tài)，如果出現(xiàn)不安全運行狀態(tài)由安全校正功能進行計算并給出校正控制對策。

5 配電線路故障診斷方法

5.1 低壓脈沖行波方法

通過低壓脈沖行波的操作，調(diào)整配電線路的整體運行水平，從而獲取有效的高檢測效果。依據(jù)配電線路的整體故障診斷情況，實施合理的配電線路的故障問題分析。在配電線路的故障分析中，采用低脈沖行波法，將脈沖電壓輸入到被測試的電纜中，確定故障點位置，分析脈沖障礙的相關(guān)阻礙因素。依據(jù)測試儀器標(biāo)準(zhǔn)，分析反向脈沖，做好脈沖的故障點距離測定，進而確定檢測反向脈沖的故障標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 絕緣遙感測試診斷分析方法

絕緣遙感測試分析過程中，通過萬用表的數(shù)據(jù)測量分析，明確配電線路的絕緣電阻標(biāo)準(zhǔn)，分析故障位置和故障類型。對故障點進行分析，確定多分支位置標(biāo)準(zhǔn)，提高故障檢測的優(yōu)越操作。在使用絕緣遙測分析過程匯總，需要保證配電線路無逆向電阻，故障發(fā)生位置在電阻的有部分范圍內(nèi)，提高每一次檢測的距離控制范圍，確保精準(zhǔn)度，控制損耗范圍。

5.3 配電線路診斷檢測的技術(shù)培訓(xùn)

按照配電箱線路技術(shù)操作管理模式，實施有效的技術(shù)檢測，注重診斷技術(shù)的操作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。依據(jù)相關(guān)操作模式，重視技術(shù)人才的培養(yǎng)，加強技術(shù)管控，明確技術(shù)操作的要素，提高配電線路的實施安全性。依據(jù)配電線路電網(wǎng)實施有效的診斷檢測分析，注重電網(wǎng)線路的操作運營，結(jié)合操作模式，加強配電線路的綜合應(yīng)用，明確技術(shù)培訓(xùn)的操作要素，實施技術(shù)考核，持證上崗的管控標(biāo)準(zhǔn)原則，注重配電線路的綜合技術(shù)培養(yǎng)，向國際配電網(wǎng)先進的技術(shù)操作模式學(xué)習(xí)，更新技術(shù)設(shè)備，培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才，提升配電線路的綜合技術(shù)水平應(yīng)用，解決我國配電線路診斷故障技術(shù)不足，技術(shù)模式不當(dāng)?shù)那闆r，確保配電網(wǎng)路技術(shù)參數(shù)的有效提升，滿足現(xiàn)代配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的操作管控標(biāo)準(zhǔn)需求。

6 結(jié)束語

一是加強對變電站斷路器保護裝置的巡查力度，細(xì)化巡視內(nèi)容，將保護裝置相關(guān)板卡運行情況加入巡視內(nèi)容。按保護相關(guān)規(guī)定，在運的電氣設(shè)備必須有相應(yīng)完備保護裝置，運行設(shè)備不得無保護運行，必須確保運行設(shè)備保護正確完好。二是同時聯(lián)系廠家開發(fā)出建立保護裝置板卡運行工況監(jiān)測軟件，保護裝置板卡故障或損壞后發(fā)告警信號，通過相關(guān)調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)送到調(diào)度端，便于調(diào)度監(jiān)控專業(yè)通過調(diào)度自動化系統(tǒng)監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)保護設(shè)備故障并予以更換，消除保護運行死區(qū)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蘭宏斌，李明，李成峰.架空輸電線路跳閘故障智能診斷[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2018，1（21）：107-108.

[2] 蘭宏斌，李明，李成峰.架空輸電線路跳閘故障智能診斷[J].農(nóng)村牧區(qū)機械化，2018（05）：45-46

（作者單位：內(nèi)蒙古電力（集團）有限責(zé)任公司呼和浩特供電局輸電管理處）