型電力系統(tǒng)的輸電線路故障識別

徐靖雯 蔣博文 王晨陽

摘要：文章主要針對大型電力系統(tǒng)輸電線路故障的自動識別做了簡單探討，首先分析目前常見的輸電線路運行故障，包括雷電導致的自然性輸電線路故障問題，覆冰故障以及大風等天氣出現(xiàn)的線路故障問題等。其次利用各類公式提取輸電線路故障電流特征，得到輸電線路故障識別的特征向量，以此完成輸電線路的故障識別。最后提出了輸電線路故障排除的幾點有效方法，希望能更好的保障大型電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);輸電線路故障;故障識別

引言

近年來，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴張，大型電力系統(tǒng)輸電容量和電壓等級也在不斷提高。在電力網(wǎng)絡輸電線路發(fā)生異?，F(xiàn)象時迅速準確地識別線路故障對保證電力系統(tǒng)正常運行，提升電力系統(tǒng)傳輸穩(wěn)定性具有重要意義。當前的輸電線路異常識別方法多數(shù)基于線路工頻穩(wěn)態(tài)量，易受線路接地電阻以及輸電網(wǎng)絡近鄰線路互感等多種因素的影響。為此，研究快速可靠的電力網(wǎng)絡輸電線路故障自動識別方法對保障大型電力系統(tǒng)的安全性與電力傳輸?shù)慕?jīng)濟性具有重要的意義。

一、輸電線路的運行故障

（一）雷電導致出現(xiàn)的自然性輸電線路故障問題

不僅鳥類將會導致輸電線路存在著故障的問題，同時一些自然因素也將會導致線路出現(xiàn)故障，比如雷電等在災害的出現(xiàn)，會導致線路出現(xiàn)故障的問題，并且因為雷電的故障情況也是難以掌握其規(guī)律，現(xiàn)如今由于雷電所導致的故障問題已經(jīng)是成為了我國電力日常管理中的重要問題，特別是在夏季的時候，雷雨天氣的出現(xiàn)是相對比較頻繁的，這樣會導致我國多數(shù)的地區(qū)輸電線路存在著一些不同程度的故障問題，最終會導致電力的管理工作變得更加的艱巨。

（二）覆冰故障

冰雪天氣會導致輸電線路的覆冰故障，影響電力系統(tǒng)的正常運作，一般情況下，輸電線路的覆冰故障主要有以下幾個類型：第一，導線覆冰舞動和脫冰跳躍，由于導線上覆冰不斷堆積，使其承受的張力增大，因此在脫冰過程中，會產(chǎn)生導線跳躍的現(xiàn)象;第二，絕緣子串冰閃，是 220～500kV 覆冰線路跳閘的主要原因，如果覆冰中的雜質(zhì)比較多，會使其具有高導電，因此造成冰閃現(xiàn)象;第三，過負荷，覆冰會增加各種電力設(shè)備的承重，如果超出設(shè)計值太多，就容易引起過負荷的現(xiàn)象。因此，覆冰會引起導線覆冰舞動和脫冰跳躍、絕緣子串冰閃、過負荷等問題的發(fā)生，為了維護輸電線路的穩(wěn)定和安全，相關(guān)人員應當注意對覆冰事故的防范。

（三）大風等天氣出現(xiàn)的線路故障問題

不僅僅由鳥類以及雷電等相關(guān)的因素會導致輸電線路出現(xiàn)相應的故障問題，同時在一些大風的天氣情況下，也將會導致輸電線路的不正常運行，對于這種故障而言，其原因主要是因為現(xiàn)如今我國多數(shù)的輸電線路的相關(guān)設(shè)備是安置在室外的環(huán)境之中，這樣會導致設(shè)備長期處于在暴露的狀態(tài)中，然而在出現(xiàn)一些惡劣的天氣，比如大風的情況下，風力的強勁吹擊下，導致其輸電線路的支持架出現(xiàn)坍塌，或者是出現(xiàn)斷裂等方面的問題，這樣會導致輸電線路的穩(wěn)定運行帶來比較嚴重的影響，同時也會導致線路存在著安全隱患等問題。

二、大型電力系統(tǒng)輸電線路故障自動識別方法

（一）提取輸電線路故障特征

在識別大型電力系統(tǒng)輸電線路故障時，可以先根據(jù)電力網(wǎng)絡時域及時頻域提取輸電線路故障電流特征，結(jié)合不同特征量來得到輸電線路故障自動識別特征向量，具體特征識別方式如下：

（二）輸電線路故障特征自動分類識別

在進行大型電力系統(tǒng)輸電線路故障特征自動分類識別過程中，以3.1獲得的輸電線路故障分類的特征向量為依據(jù)，輸入到模糊聚類分類器中進行輸電線路故障特征聚類識別，具體過程如下所述：

若表示電力網(wǎng)絡輸電線路故障特征模糊聚類的隸屬度矩陣，輸電線路故障特征聚類中心向量為，輸電線路故障特征聚類數(shù)目為C，輸電線路數(shù)據(jù)點相對于聚類中心的隸屬度為，電力網(wǎng)絡輸電線路數(shù)據(jù)序列特定為，則采取公式（4）計算出最小化目標函數(shù)：

三、電力輸電線路的運行故障排除

（一）線路設(shè)計中故障排查

施工設(shè)計人員需要對輸電線路的檢修以及監(jiān)測等方面留出足夠的空間和機會，切實保證其正常運行，參照實際情況開展相應的施工安排和資源整合。除此之外，施工設(shè)計人員還需要盡可能減少線路架設(shè)構(gòu)建初期中存在的問題，切實預防其中潛在隱患，為施工設(shè)計中存在的問題進行及時的處理和解決。

（二）線路架設(shè)構(gòu)建故障排查

氣候以及地理環(huán)境等自然因素可以通過技術(shù)上的攻堅克難以及深入研究克服，而材料盜竊等人為原因則需要加強材料管理強度，提升管理質(zhì)量。在施工實際過程中，管理人員需要對材料浪費現(xiàn)象進行嚴格地杜絕，管理責任到人，以切實減少經(jīng)濟損失，為電力輸電線路的架設(shè)構(gòu)建的正常順利進行提供保證，切實提升經(jīng)濟效益以及社會效益。

（三）運行故障排除

從保障電力輸電線路正常穩(wěn)定運行的角度，技術(shù)人員需要做好輸電線路的定期維護和檢修管理，通過有效的檢修來對輸電線路中存在的問題和隱患進行排查，盡可能降低故障和問題發(fā)生的概率，發(fā)揮出防患于未然的效果。同時，在電力輸電線路檢修維護環(huán)節(jié)，工作人員還需要針對輸電線路不同區(qū)域和分段的深入研究和檢查，避免出現(xiàn)遺漏的情況。對于一些自然條件惡劣，或者天氣狀況惡劣的情況，更是必須做好巡查工作，及時發(fā)現(xiàn)輸電線路運行中存在的故障，做好故障原因分析，采取針對性的措施對故障進行排除，切實保障輸電線路運行安全。

總結(jié)

總而言之，電力輸電線路作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運行維護質(zhì)量直接影響到整個電力系統(tǒng)安全運行?，F(xiàn)階段我國正在大力改造電力系統(tǒng)，但實際運行中難免受到其他因素的影響，對系統(tǒng)運行產(chǎn)生影響。因此有必要做好電力輸電線路故障識別工作，并針對性的對故障進行排除，以此保障電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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