架空輸電線路跳閘故障診斷系統探析

鄭杰勇

摘要：在電力系統中，架空輸電線路是一個重要的組成部分，其關系著供電的穩定性和可靠性。然而，在架空輸電線路實際運行過程中經常會出現一些故障，影響正常的供電，因此，做好故障診斷工作對于架空輸電線路而言是十分重要的。本文首先介紹了架空輸電線路故障智能診斷系統的組成、工作流程以及故障識別原理，然后對架空輸電線路跳閘故障診斷系統的實際應用進行了探析。

關鍵詞：架空輸電線路；跳閘故障診斷；診斷系統

0.引言

隨著社會經濟的高速發展，人民的生活水平得到了很大的提升，對電力的需求也變得越來越大，同時對供電的可靠性和穩定性也提出了更高要求。架空輸電線路在電力系統中起著重要的作用，因此做好架空輸電線路工作避免發生跳閘故障成為電力系統的一個重要研究課題。目前，架空輸電線路跳閘故障診斷系統被廣泛應用于架空輸電線路診斷工作中，能夠對跳閘故障進行智能診斷，因此，研究架空輸電線路跳閘故障診斷系統具有一定的必要性。

1.架空輸電線路故障跳閘故障診斷系統的構成

1.1線路故障跳閘故障診斷系統的組成

輸電線路故障智能診斷系統在進行設計時，采用了分層分布式的體系，系統的主要構成有三個部分，一部分是現場監測終端，一部分是工作站，還有一部分是數據中心，和其他兩個部分不同，數據中心還可以另外提供一個功能，也就是WEB服務查詢。工作站與數據中心、數據中心與現場監測終端都是相互連接的，連接方式采用的是廣域網。架空輸電線路故障智能診斷系統雖然作為一個單獨的系統，但是實際上其也是輸電線路工況在線監測系統的重要組成部分，和在線監測系統另外的組成部分一同分享監測信息。

1.2線路故障跳閘故障診斷系統的工作流程

在輸電線路故障智能診斷系統中，現場監測終端是重要的組成部分，這一部分主要安裝在輸電線路導線上，一旦輸電線路發生故障，現場監測終端就會進行監測，監測內容主要包含三個部分，一部分是故障行波電流，一部分是工頻故障電流，一部分是諧波電流，在監測的過程中會收集相應信號，收集完畢后會傳送到數據中心。為了實現和現場終端的通信，會用到GPRS，數據中心進行通訊時，會將現場監測終端傳上來的信息全部接收，同時還會傳給現場監測終端相關的控制信息[1]。然后，對于已經傳上來的故障信息，數據中心會對其進行相應診斷，之后將信息和結果一并保存入庫。工作站的位置處于室內，在每個管理辦公室里都會有所分布，可以實現人工操作，其主要功能是建立和設置監測系統、對信息以及結果進行查詢等，還有一個非常重要的功能，是實現對現場監測終端的控制設置。

1.3線路故障跳閘故障診斷系統的故障識別原理

架空輸電線路故障跳閘故障診斷系統在實際檢測應用過程中，其檢測的裝置是分布在各個輸電線上的，從而可以起到分接輸電線路的作用，對電流進行監測和記錄。首先，在分析過工頻故障電流后可以準確的確定出故障所處的范圍，然后采用行波定位的方式更加精確的指出故障的具體位置，能夠降低其他因素對信號的干擾，提升監測的準確度，最終查找到準確的故障位置。如果故障發生的位置處在監測終端與變電站之間時，工作故障信號的方向是一樣的，可以通過紀錄信號的方式來準確判定故障的位置。線路故障跳閘故障診斷系統針對不同性質的故障，識別的方法也會有所不同。

2.架空輸電線路跳閘故障診斷系統的實際應用

2.1利用人工神經網絡進行故障診斷

人工神經網絡屬于規模較大的時間動力系統，具有非線性功能，能夠協同處理信息。人工神經網絡的每個神經元結構都并不復雜，其功能也十分簡易，但是當眾多神經元組合到一起形成一個網絡系統時，其作用是不可小視的[2]。人工神經網絡和數字計算機相比，其在集體運算以及適應能力上更加強大，不僅具有很強的抗變換性，還具備很好的容錯性，因此，目前在輸電線路跳閘故障智能診斷上得到了很好的應用。而模糊規則的表述破了一定的分明集界限，表達方式更加自然，能夠借助一些邏輯推理表述出連續的函數，從而調整智能診斷系統的參數，增加診斷的準確率。通過對兩個系統的結合，達到優勢互補，在架空輸電線路跳閘故障診斷中發揮出突出的作用。

2.2定位故障位置，有效識別故障

架空輸電線路跳閘故障診斷系統能夠定位故障所在的位置，并且還能夠有效的識別出故障的性質，起到協助判斷的作用，有利于輸電線路的故障維修工作。例如，某地區500kV架空輸電線路中，有100km在最近的時間內發生過跳閘事故，因此該地區相關電力人員在48號桿塔、110號桿塔以及135號桿塔處，安裝了架空輸電線路跳閘故障診斷系統，然后收集診斷數據。在2016年8月17日17點12分34秒時，110號桿塔處的兩側A開關出現了跳閘現象，并且重合成功，在對這一時間的興波電流波形圖進行分析后，分析相應的工頻故障電流波形圖，然后在雷電定位系統中進行查找，最終判定此事件中的故障并不是雷擊導致。在此基礎上，輸電線路檢修人員開始對線路進行檢查，發現110號桿塔的兩邊相放有鳥糞放電的現象出現，留下了一些放電痕跡，但是在架空地線和絕緣子串中卻并沒有任何放電的痕跡出現，根據這個結果檢修人員果斷的采取了維修措施。

2.3對輸電線路的防雷工作進行指導

每一個地區的環境和系統設施布局都有所區別，因此每個地區輸電線路遭受雷擊的程度和頻率都不盡相同，要想做好輸電線路的防雷工作，應該提前知曉每一個地區的雷擊發生頻率以及遭受雷擊的程度，并以此為依據采取最有效的防雷措施。在這種基礎上進行防雷工作能夠節省成本，減少人力、物力、財力的投入，并且能夠篩選出最優的防雷措施，能夠使防雷效果應該明顯，大幅度提升輸電線路的穩定性和可靠性[3]。例如，某省220kV關泉線2016年4月22日在雷電天氣的影響下，39～46桿塔與224～234桿塔之間的雷電活動非常強烈，架空輸電線路跳閘故障診斷系統顯示，在此次雷電事件中，39～46桿塔與224～234桿塔之間的雷擊和其他段桿塔的累積程度相比要嚴重很多，一共遭受4次雷擊，其他桿塔幾乎沒有發生雷擊現象，發生了雷擊現象也有且只有一次。由此可以看出，架空輸電線路跳閘故障診斷系統在診斷雷電的能力上是非常強大的，完全可以以此為依據對輸電線路的防雷工作進行指導，從而采取最優的防雷措施。

3.結語

綜上所述，本文對線路跳閘故障診斷系統的構成進行了分析，線路故障跳閘故障診斷系統的構成包含現場監測終端、工作站以及數據中心三個組成部分，每個部分都有著重要的作用，共同實現對架空輸電線路故障跳閘故障的診斷。在實際生活中，架空輸電線路跳閘故障診斷系統有著十分廣泛的應用，能夠定位故障的準確位置、識別故障的性質，并且能夠對輸電線路的防雷工作進行指導，協助電力人員采取最優的防雷措施。為了提升供電的安全性和可靠性，電力行業人員應積極使用架空輸電線路跳閘故障診斷系統，并在此基礎上不斷的進行研究，優化架空輸電線路跳閘故障診斷系統的性能，推動電力事業的發展。

參考文獻：

[1]裴慧坤，岳鑫桂.智能故障定位監測系統在高壓架空線路跳閘分析中的應用[J].中國高新企業，2012（27）.

[2]吳兆鑫，王向前，張國清.基于故障原因綜合辨識的輸電線路跳閘智能分析[J].機電信息，2013（27）.

[3]孫鑫，楊超.架空輸電線路跳閘故障智能診斷的研究[J].科技創新與應用，2014，10（18）：108～110.