暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

鄧國(guó)鋒 曾友林 江澤榮 陳裕鴻

摘 要：在配電線路的運(yùn)行中，單相接地故障和短路故障是最為常見的故障，當(dāng)故障發(fā)生后傳統(tǒng)人工搜索故障點(diǎn)的查障模式工作效率極低，在一些地形復(fù)雜的地區(qū)查詢工作更是開展難度極大。鑒于此，本文基于暫態(tài)錄波技術(shù)，以肇慶廣寧地區(qū)配單線路為例，建構(gòu)了一套暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。首先對(duì)基于暫態(tài)錄波技術(shù)的配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)予以概述，然后從關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)和應(yīng)用應(yīng)用技術(shù)原理兩個(gè)部分出發(fā)完成肇慶廣寧地區(qū)暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，最后還就預(yù)期取得的成果及應(yīng)用前景進(jìn)行展望，以供參考。

關(guān)鍵詞：暫態(tài)錄波技術(shù)；配電線路檢測(cè)；肇慶廣寧地區(qū)

肇慶廣寧地區(qū)有著山區(qū)線路多、小水電分布廣、單位裝機(jī)容量小的特點(diǎn)，其中10kV配電線路的故障查找基本依賴人工巡線的方式，采取這種方式在該地區(qū)查找故障尤其困難。本系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)分析，對(duì)同母線路線路暫態(tài)參數(shù)，智能判斷故障點(diǎn)并自動(dòng)進(jìn)行信息推送；實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精確故障定位，為快速?gòu)?fù)電奠定基礎(chǔ)。線路中存在大量原因不明的短路故障，這些短路故障表現(xiàn)為開關(guān)跳閘，重合閘之后正常，或者重合閘不成功，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間巡線不能確定原因之后，強(qiáng)送電之后正常。這些大量不明原因短路故障的產(chǎn)生原因可能是供電設(shè)備存在缺陷，針對(duì)上述情況，本文基于暫態(tài)錄波技術(shù)，從肇慶廣寧地區(qū)配單線路現(xiàn)狀出發(fā)，擬建立一個(gè)暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以下為詳細(xì)內(nèi)容。

一、基于暫態(tài)錄波技術(shù)的配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

基于暫態(tài)錄波技術(shù)的配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其核心功能為對(duì)6-35kV架空線路所發(fā)生的接地故障和短路故障進(jìn)行定位。[1]整個(gè)系統(tǒng)由匯集單元、采集單元和配電主站系統(tǒng)三個(gè)部分組成，綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)、故障檢測(cè)技術(shù)、信息建模技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于其中，對(duì)于配電線路應(yīng)用中的接地故障、短路故障具有很好的檢測(cè)效果，可對(duì)配電線路的諧波、負(fù)荷等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并基于通信技術(shù)可將這些采集信息快速傳輸至配電主站，配電主站在通過相關(guān)軟件所所采集到的故障瞬時(shí)波形及特征信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)計(jì)算，繼而精準(zhǔn)確定故障所發(fā)生的區(qū)域，并發(fā)出告警信息，引導(dǎo)維護(hù)人員快速達(dá)到故障地點(diǎn)進(jìn)行維修。[2]

二、暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

（一）關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

在暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)中，其關(guān)鍵性技術(shù)主要包括七個(gè)：（1）實(shí)現(xiàn)線路電流電壓等工況的高頻暫態(tài)錄波功能，當(dāng)電流突變和電場(chǎng)突變時(shí)自動(dòng)觸發(fā)錄波，有效記錄線路異常情況便于進(jìn)行分析。（2）針對(duì)接地故障監(jiān)測(cè)難問題采用三相合成零序電流、電場(chǎng)信號(hào)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)接地故障就地精準(zhǔn)檢測(cè)、定位；（3）采取同母線路狀態(tài)共檢手段，通過數(shù)據(jù)邏輯判斷故障點(diǎn)，有效排除干擾。（4）有別于一般配電線路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本項(xiàng)目采用線路雙向電流監(jiān)測(cè)技術(shù)，能有效解決山區(qū)配電線路帶小水電運(yùn)行，線路狀態(tài)參數(shù)難以準(zhǔn)確測(cè)量的問題；（5）大數(shù)據(jù)智能結(jié)果分析，利用自主故障專家?guī)熳詣?dòng)分析線路故障情況并可通過短信和系統(tǒng)反饋相關(guān)情況。（6）數(shù)據(jù)采集模塊采用太陽能及線路雙通道取電，能確保設(shè)備正常運(yùn)行。（7）通訊模塊穩(wěn)定可靠、超低功耗、可遠(yuǎn)程維護(hù)與升級(jí)。

（二）應(yīng)用技術(shù)原理

當(dāng)在線錄波監(jiān)測(cè)及故障定位裝置檢測(cè)到電流I出現(xiàn)短路故障電流變化模式，就可以確定自己位于故障路徑上，向智能化配電網(wǎng)線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)主站上報(bào)短路故障SOE，主站就可以根據(jù)上報(bào)的短路故障SOE進(jìn)行短路故障定位。[3]同時(shí)根據(jù)理論分析和現(xiàn)場(chǎng)錄波結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小電流接地配電網(wǎng)單相接地過程中產(chǎn)生的高頻暫態(tài)零序電流信號(hào)，具有如下分布規(guī)律：（1）非故障線路和故障線路的高頻暫態(tài)零序電流信號(hào)不相似；（2）故障線路上故障點(diǎn)前和故障點(diǎn)后的高頻暫態(tài)零序電流信號(hào)不相似；（3）故障線路上故障點(diǎn)到電源之間的故障路徑上高頻暫態(tài)零序電流信號(hào)高度相似。

三、暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在肇慶廣寧地區(qū)的應(yīng)用前景

（一）預(yù)期建設(shè)成果

本文以肇慶廣寧地區(qū)的實(shí)際配電網(wǎng)情況出發(fā)所建立的暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)預(yù)期建設(shè)成果包括四個(gè)部分。其一為實(shí)現(xiàn)對(duì)10kV配電線路實(shí)時(shí)狀態(tài)信息的及時(shí)監(jiān)控；其二為實(shí)現(xiàn)對(duì)故障位置的快速定位，實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)供電；其三為實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路設(shè)備的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備缺陷；其四為實(shí)現(xiàn)對(duì)線路負(fù)荷、設(shè)備在線率等實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（二）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用前景

本文所建立暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在肇慶廣寧地區(qū)的應(yīng)用前景主要有三者。其一為實(shí)現(xiàn)架空配電線路故障快速診斷、快速定位；其二為實(shí)現(xiàn)線路實(shí)時(shí)電流、電壓等運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，解決線路電流電壓監(jiān)測(cè)難題；其三為通過系統(tǒng)對(duì)配電線路實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)分析，為日常運(yùn)維策略制定及線路設(shè)備升級(jí)改造提供數(shù)據(jù)支持。

四、結(jié)語

綜上所述，本文針對(duì)于肇慶廣寧配電線路的實(shí)際情況，基于暫態(tài)錄波技術(shù)所建立的暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在肇慶廣寧建立配電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析及故障定位系統(tǒng)中，線路狀態(tài)在線采集裝置獲取信息、數(shù)據(jù)，建立健全的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、海量信息的智能管理和多級(jí)數(shù)據(jù)的高效處理能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路運(yùn)行參數(shù)的智能在線監(jiān)測(cè)，通過對(duì)這些信息進(jìn)行實(shí)時(shí)或周期性的分析診斷，把握故障位置，分析故障發(fā)生的特征，形成有效的故障定位、故障診斷消息推送給相關(guān)運(yùn)維人員，對(duì)于肇慶廣寧地區(qū)配單線路的運(yùn)作狀態(tài)建設(shè)具有十分顯著的提升效果值得推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘濤，陳禮頻，汪穎，等.某實(shí)際配電線路晃電事故原因分析與電磁暫態(tài)仿真[J].電氣應(yīng)用，2014，21（23）：138-144.

[2]薛永端，徐丙垠，李天友，etal.利用暫態(tài)信號(hào)的配電網(wǎng)小電流接地故障檢測(cè)技術(shù)[J].電力設(shè)備，2011，20（3）：22-25.

[3]李偉峰，張慶波，葉容慧.一種基于暫態(tài)分析的配電網(wǎng)小電流接地故障遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)[J].廣東電力，2015，03（12）：53-57.

項(xiàng)目名稱：暫態(tài)錄波式配電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用（項(xiàng)目編碼：031200KK52180026）