配电线路在线故障识别与诊断技术分析
张泽鹏
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张泽鹏,. 配电线路在线故障识别与诊断技术分析[J]. 电力技术学报,2021.8. DOI:10.12721/ccn.2021.157080.
摘要:
配电线路作为电力输送的重要通道,由于线路多暴露在野外,受自然因素、人为破坏等影响易发生线路跳闸故障,严重影响电力配电网安全稳定运行。由于影响配电线路跳闸的原因众多,存在区域性的特点,通过分析配电线路跳闸的主要原因,找出线路运检中存在的不足,进而有针对性地开展配电线路故障防控工作十分重要。基于此,本文对配电线路在线故障识别与诊断技术进行研究,以供参考。
关键词: 配电线路在线故障识别诊断技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157080
基金资助:

引言

随着电网建设规模不断扩大,为了在满足人们用电需求上,提高配电线路的安全性,国家相关部门对电网故障监督的重视。由于配电线路是电力事业中的主要组成部分,主要作用是负责电能的安全性和稳定性。再加上,配电线路的分布和传输本身就具有很强的复杂性,为了避免各种故障的出现,需要加强对配在线监测装置自动化检测技术的合理应用,从而保障电网运行的安全性。

一、配电线路的故障特征识别介绍

1.1高阻抗故障特征

当配电线路与周边建筑物等电阻相对较大的物体触碰,亦或是配电线路终点且触碰到了高电阻的地面,则通常会引发高阻抗故障问题的产生。其检测难度核心包括:短路电流相对较小,无法被过电流防护装置进行有效检测;非多相高阻抗故障电压几近恒定,如此三相电压仍然保持对称;电流的改变率相对较低,较难被有效地检测;尽管有高频分量的产生,不过与接触不平稳所产生的高频分量区别性相对较低,不容易被判别。高阻抗故障数据的收集难度较高,倘若被忽略便会让故障区域持续扩张,甚至会引发较为严重的突发事故。

1.2外力破坏故障分析

从外力破坏跳闸类型上来看,近七年累计发生外力破坏事件57次,其中线下大型机械(吊车、泵车、翻斗车、挖机)作业造成线路跳闸占64.91%,如图1所示。电力设施保护区内大型施工机械违规作业以及超高树障砍伐管控不到位是诱发外力破坏事件发生的主要原因。

1.3接地故障特征

配电线路的接地故障特征核心所探究的便是非多相接地故障,此种故障的检测难度同时也是最高的。其检测难度核心包括:配线线路的接线方式与稳态特征区别,同时故障产生后稳态特征所产生的参数数值较低,大概率会受到外部环境的影响,无法收集有价值的数据资料;配电线路非多相故障的暂态过程具有系统化的特征,其通常包括着诸多复杂化的故障数据,收集难度相对较高。配线线路非多相故障大概率会引发较为突出的线路故障问题。

二、故障原因、现象和排查方案

接地故障可以分为高阻接地和低阻接地两种不同的故障类型;短路故障则可以分为电缆两芯短路和三芯短路;断线故障是受到外力作用而引起的,导致电缆发生单芯断裂或数芯断裂而引起的故障;闪络性故障位置主要是以电缆终端头和中间接头位置为主,受到电缆耐压试验引起击穿,又被称为封闭性故障,在试验的过程中绝缘击穿,引起偶尔放电。为了恢复原本的绝缘功能,通过降低充电电压,能够使电缆的绝缘得到恢复。由于电缆中间接头的故障难以确定,闪络故障的类型也各有不同,排查过程中应检查接头质量以及电缆本体的制造和设计情况;混合性故障的排查过程中,针对的是存在断线、接地、短路两种或多种性质的故障,通过对绝缘电阻大小的划分,可以将混合性故障分为三类,即开路故障、低阻故障和高阻故障。工作电压传输给终端的过程中,若具有无限大的相间绝缘电阻和电缆相对地电阻,则难以完成电压传输,即使将电压传输给终端,也会由于终端的负债能力差导致断线故障问题,形成开路故障。

三、配电线路故障在线监测装置自动化检测技术的应用

3.1监测定位

对配电系统中的核心线路以及大概率会出现故障问题的区域,对专业的探测器开展规范化的安置,科学化运用分项探测器对零序电力定位故障区域开展动态化的检测,此种方式便是监测定位。全面运用此种方式可有效实现对电力线路参数的深入化检测,运用电力线路参数的变化对故障所产生的区域开展判定。同时,运用此种方式监测故障问题也需对监测装置进行标准化的安置,这也在很大程度上为技术与成本投入等环节带来了难度,并在今后的维护工作开展中带来极大的阻碍。

3.2通信系统

加强通信系统在配电网设备安装中的有效应用,还需要考虑配电网在运行中的问题,优化网架的地理结构。特别是在对电力管沟进行改造的时候,需要同步预留光缆敷设的位置,结合目前通信系统的特点,优化配电网结构,实现对配电网系统的自动化监测。由于对通信的可靠性要求比较高,“三遥”配电节点中也需要采用光纤专的网通信方式,实现了无线通信的有效性,可以及时发现其中的电路故障问题,从而进一步完善配电网故障检测的方案。

3.3依托现代科技

随着我国城镇化步伐不断推进,各行各业的用电量需求呈现递增趋势,相应的电网建设规模有所扩大,很大程度上提高了高压配电线路运维管理工作的难度系数和任务总量,面对客观环境的影响,单纯的线路巡视存在一定的局限性,尤其是人工巡检模式下,严重拉低了该项工作成效。对此,一方面,宏观设计上,有机地将高压配电线路状态巡视与特殊巡视结合起来,根据现场环境制定科学的工作安排,提高其效率和质量。具体而言,对深山、草原等自然生态环境良好的区域,适当减少巡检频率;对城镇等外界干扰因素复杂的区域,应当加强巡检。所谓特殊巡视即是指遭受自然灾害或天气恶劣时增加巡视,雷电天气、泥石流等;另一方面,微观践行上,充分利用现代科技支持,基于对新型线监测工艺,实时了解高压配电线路的运行状态,支持运维人员工作决策,提高效率和质量,避免问题扩大造成损失。同时,电力企业还可引入直升机巡线技术,通过无人直升机、无人飞机与人工协同巡检,了解耐张管、防震锤、绝缘子等运行状态,并得出相应的反馈数据。另外,在现有的技术装备条件下,高压配电线路本身的跨区域特性,势必会存在巡视间隔期,一旦发生故障运维响应不及时,很容易发生危险。对此,建议充分发动人民群众的力量,聘请部分当地居民协助高压配电线路运维管理,事前做好相关岗位培训工作,使之深知其中危险性及危害性,然后再让他们参与到其中[6]。基于上述巡检结果反馈,制订科学的应急处置方案,第一时间调配资源予以支持,避免问题扩大化。

3.4加强电力运检一体化管理

电力运检管理是提升突发事故抢修效率的关键。为改变传统管理模式上存在的缺陷和短板,应当不断创新电力运检管理方式,结合电力系统的融合性特征,实现电力运检的一体化管理。一方面,加强电力系统运行状态的实时监测,根据运行状态的变化制定运检策略,提升管理的针对性;另一方面,多角度实施电力系统数据处理,通过对异常数据的筛选,提升电力运检的指向性,使电力运检效率和质量获得保证。

结束语

配电线路品质的保障是配电系统建设运作的关键所在,倘若想要切实保障配电线路运作的平稳性与安全性,则需创建起较为完善的管控与建设方案。在配电线路开展建设运作的阶段,需全面秉持以人为本的基本开展准则,将安全问题始终放在首要位置,对配电线路安全化建设给予保障。只有配电线路品质得到了充分保证,才可更好提升电力能源的运用效率与品质。配电线路运作阶段故障问题时有发生,所以需增进探究此类故障的识别与诊断,同时解析故障问题产生的缘由,从而运用有针对性举措提升配电线路运作的品质。

参考文献

[1]辛岳芃,楚玉建,王胜男.配电线路在线故障识别与诊断技术分析[J].网络安全技术与应用,2020(07):117-118.

[2]姚虹阳.配电线路在线故障识别与诊断方法研究[J].科技风,2020(04):186.

[3]李庆江.配电线路故障在线识别和诊断系统的设计[J].电子元器件与信息技术,2018(09):79-82.

[4]胡赫.配电线路在线故障识别与诊断方法研究[J].科技经济导刊,2018,26(03):42.

[5]禚超.配电线路在线故障识别与诊断方法研究[J].科技经济导刊,2017(35):57+55.

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