10kV配網運行中狀態監控與故障診斷技術的應用研究

劉四寧

摘 要：10kV配網是主要的配網系統，實際運行中難免出現多種故障問題，積極排查故障，并采取解除故障的措施才能恢復配網的安全運轉，提高配網運行效率，為配網創造一個安全、穩定的運行環境，才能提高供電服務質量。本文主要分析了狀態監控與故障診斷技術在配網運行中的應用。

關鍵詞：10kV 配網運行；狀態監控；故障診斷；應用

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A

經濟的建設推動著用電需求量的與日俱增，配網工程逐漸拓展，覆蓋范圍逐漸擴大，這就為配網的運行狀態監測與管理提出了全新的要求。配網系統分布范圍廣、途徑環境復雜，實際工作中難免遭受多種不良干擾，形成故障，必須加大對配網運行的監測力度，提高配網運行水平。

一、狀態監測與故障診斷自動化系統的應用

1.系統的安裝

為了能夠發揮對配網運行的監控、診斷，就要科學地裝配這兩大系統，其中前端采集系統的安裝至關重要，最為核心的就是FTU設備，為了促進其功能的充分發揮，應該嘗試著同柱上斷路器同步裝配，同時，一般應該選擇特定的斷路器、二次接線等負責連接，讓FTU同配網斷路器之間完美配合，同時，讓這一整體裝配至柱上。同時，系統內部斷路器實際運行操作中，一般是按照互感器的工作線路對應調節電源，通常選配蓄電池作為供應性電源。

2.系統的檢測應用

主要借助于先進的智能化技術、信息技術，狀態監控與故障診斷系統一般包括前端采集系統、軟件控制系統、故障巡檢等結構。每一個局部的系統結構都承擔自身的功能和任務。

前端采集系統：一般用來監測配網的運轉模式、狀態，圍繞10kV配網的工作模式、運轉狀態來實施動態化監測，具體的監測依據為：配網線路的架設、分布狀態，數據采集設備的配置方位等，此系統主要負責采集來自于運行中的配網的相關數據，同時將其傳輸至遠程數據分析系統，這一系統能夠圍繞所傳輸的數據進行集中分析、判斷是否出現故障。此系統能夠高效、準確地定位配網中所出現的故障，然而，不能預測可能出現的故障。

軟件管理系統：一般負責接收與分析數據，具體的數據來源為：前端采集系統，同時，要從整體上、動態監視、監測配網的工作狀態，同時，也能夠參照線路具體的工作狀態來遠距離控制斷路器，決定其閉合與斷開，當系統出現故障時，則能夠在第一時間剖析線路的故障點，所處的區域和位置， 從而阻隔故障區，形成一個故障隔離區。

接地點故障巡檢系統：通常用于接地故障的測試、監督與檢查，如果發現配網有單相故障，此巡檢系統則能夠讓監測信號流向故障所處的區域或線路，也能憑借某一監測設備來定位、分析具體的故障點，協助人們發現故障。有效提升故障檢修工作效率，控制人力、物力、資金等的投入，控制了配網故障檢修成本。同時，接地點故障巡查系統具有動態巡查功能，能夠對來自于配網系統的電流、負荷等進行動態檢查與監測，以便于及時、第一時間發現配網故障。

這一集數據采集、分析、處理與巡查為一體的自動化檢測系統，在實際的配網運行狀態監測與故障診斷中得到了深入應用，打破了傳統檢測模式的弊端，消除了人工檢測的成本浪費、人力浪費等問題。

此自動化監測系統對配網運行中的故障具有廣泛的識別功能，已經運用到雷電故障高發區、多故障頻發設備等的檢測與監督，同時，這一系統也能實現對配網運行中的負荷值的動態監測，從而及時預測與定位故障，及時采取解救措施。

二、暫態對地電壓法與超高頻法的聯合應用

1.檢測技術的介紹

暫態對地電壓法，簡稱：TEV，屬于帶電監測技術，實際運用中體現出高度的靈活、敏感、抵御干擾等特征，被廣大的配網運行檢測所認可。然而，實際的配網環境必然存在多種干擾源，使得TEV單獨監測的作用相對有效，特別是當配網系統中的電氣設備，例如：開關柜中出現局部放電故障時，TEV法可能準確做出判斷，對此則需要聯合超高頻法進行檢測。

超高頻監測法，簡稱：UHF，主要應用于電氣設備的監測，例如：變壓器、電纜、同步電機等。以往的局部放電監測通常由于被測信號頻率過低，再加上外界因素的干擾等，無法有效監測到局部放電故障。對此可以提高被測信號頻率，使其處于超高頻區間，通常達到500MHz～1500MHz，再提取來自于系統局部放電的高頻信號，進行檢測，以此來提高檢測效率。

2.監測技術的聯合應用

（1）實驗驗證

通過實踐調研的方式獲得配網系統開關柜絕緣子的等值鹽密，而且將各個受到一定污染的絕緣子統一放在實驗室內，對其實施局部放電測試，創建一個適合于暫態對地電壓法，超高頻監測法聯合應用的實驗空間，憑借科學的試驗、測試得出當配網系統出現局部放電故障時，TEV信號和UHF信號二者之間的聯系，以此關系為依據開展實驗。

（2）局部放電檢測

將TEV法與UHF法聯合起來，對特定配網范圍內的各個開關柜，單獨針對其局部放電故障加以測試，通過測試得出局部放電極值、頻數等，通過此檢測與應用得以判斷TEV法實際應用中的功效，以及同UHF法之間的配合關系，也能得到來自于開關柜方面的相關信息，對應創建一個專門用于局部放電檢測的信息數據模型。

（3）檢測流程

圍繞開關柜，對其一側來施加電壓，透過暫態對地電壓法與超高頻電壓法兩個通道如果發現系統平衡、平穩地釋放電能時，再終止電壓的施加。發揮示波器的單次觸發作用，對應收錄下來自于相同點各個通道的波形，同時，將這些波形加以對比，將檢測點均勻地分布在開關柜表層，并將其位置牢固，將TEV探頭、UHF天線對應放在檢測點位置，對應收集各個檢測點的波形。對示波器的旋鈕加以調整，確保采樣的市場達到單個工頻周期的時長，一般要達到20ms。

因為TEV探頭已經被牢固于特定的檢測點，而且動態調整加壓，能夠借此測試獲得不同電壓值下，開關柜的放電極值，再在兩種方法的配合下來獲得檢測極值。即便濕度達到較高水平，例如：90%，依然可以通過反復操作以上流程來獲得所需的檢測數據和數值，最終得到局部放電擊穿的具體時間。

同時，由于UHF天線被設置在開關柜外圍，來自于變壓器的高壓引線能夠逐步延伸到開關柜中的高壓電極側，使得開關柜能夠良好接地，實際實驗操作中變壓器將輸出9kV的電壓。

如果開關柜出現局部放電，信號頻譜也相對過寬，如果施壓值不變，則整個系統會由于自身濕度的上升，對應的絕緣度變弱，從而帶來更嚴重的局部放電現象。

實際的檢測過程中得出，高頻法可以集中規避、抵抗一切外界的不良干擾，從而更加高效、精準地檢測到局部放電問題，實際應用中體現出多重優勢。

結語

配網實際工作狀態下將產生多種不良影響，出現多種故障問題，為了能夠有效支持配網系統的安全運轉，就必須做好配網運行狀態的檢測、監督與檢查，提高配網運行效率，選擇先進的檢測技術、監督技術，確保配網的安全，本文中所提到的配網運行狀態監測與故障診斷自動化系統能夠妥善發揮檢測作用，提高配網監測工作效率，維護配網的安全運行。

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