曲春曉：配電線路在線故障識別與診斷方法研究

曲春曉

【摘??要】配電線路運檢工作是保證配電線路穩(wěn)定運行的有效措施，針對當(dāng)前我國配電線路運行中的常見故障，需要設(shè)計相應(yīng)的監(jiān)測系統(tǒng)來為維修工作帶來便利，提高對電的供應(yīng)和對相關(guān)電路的自動化運行效率，保障相關(guān)設(shè)備的正常運行，同時也能夠提高電網(wǎng)水平。基于此，本文主要對配電線路在線故障識別與診斷方法進行了綜合的分析。

【關(guān)鍵詞】配電線路;在線故障;識別;診斷方法

引言

配電線路在線監(jiān)測在應(yīng)用的過程中，不會受到時間和空間的限制，對配電線路的運行狀態(tài)進行全方位的檢測，為工作人員排除故障提供重要的依據(jù)。

1配電線路在線故障識別與診斷系統(tǒng)研究的意義

隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展，人們對于電力的需求也不斷增加。在這種情況下，需要電力網(wǎng)絡(luò)能夠更快速的發(fā)展建設(shè)，進一步的擴大配電線路的覆蓋范圍。目前，配電線路的覆蓋范圍廣、電力運輸距離遠。此外，在配電線路沿線有著十分復(fù)雜的地形條件，因此配電線路的安全性與穩(wěn)定性受地形與氣候等因素影響十分嚴重。這就需要針對配電線路進行及時的監(jiān)測，保證線路能夠正常運行。

2配電線路在線故障識別方法研究

2.1高阻故障識別

高阻故障是在配電架空線路下，受周圍物體接觸影響發(fā)生的故障問題。例如，建筑物接近造成短路，產(chǎn)生高阻故障問題。高阻電流產(chǎn)生的電流低，但并非短路或斷路，檢查難度高。高阻故障會直接影響配電線路的整體運行，長期發(fā)展會產(chǎn)生短路或火災(zāi)事故問題。

2.2單相故障或兩相故障識別

SVM是解決小樣本分類的最佳理論，被認為是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的替代方法。SVM具有良好的泛化能力，訓(xùn)練時總能夠找到全局最優(yōu)解，因此在故障分類領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。基于最小二乘支持向量機（LS-SVM）故障分類即對采樣數(shù)據(jù)進行LMD，在獲得其一階PF及計算得出能量值和相對能量系數(shù)作為特征向量的基礎(chǔ)上，將相對能量系數(shù)N作為SVM分類的輸入信號。利用零序相對能量系數(shù)N0判斷故障是否為接地故障，若是，則進一步識別故障為單相故障或兩相故障。

2.3間歇性故障識別

間歇性故障是在電路配電運行過程中出現(xiàn)的放電間歇性問題，放電過程中伴有弧光線的故障問題。是隨機、不可測的。根據(jù)間歇性的故障難點，可能在幾秒或隔斷幾天上，間歇性的故障對配電線路運行造成嚴重的影響。如果排除操作不及時，就會出現(xiàn)嚴重的安全隱患，威脅人們的正常用電使用安全，需要由專業(yè)人員查明故障原因，做好維護。

3配電線路在線故障診斷方法研究

3.1集中式在線監(jiān)測診斷

集中式在線監(jiān)測形式主要是通過數(shù)據(jù)的采集、反饋、相關(guān)人員的分析來對具體的情況進行反饋。一般是通過在相關(guān)設(shè)備上安裝傳感器來反饋電路情況，包括溫度、濕度、電流等維度，通過數(shù)據(jù)的采集與反饋對電路的狀態(tài)進行反映，最后通過主機對處理后的數(shù)據(jù)進行分析。這種方式通常適用于檢測設(shè)備數(shù)量多、檢測對象復(fù)雜的情況，但是對于模擬信號的傳輸來說，易出現(xiàn)傳輸過程中模擬信號丟失的問題。

3.2智能化監(jiān)測診斷

配電線路智能化監(jiān)測系統(tǒng)具有自動檢測、巡線故障定位等功能。在實際應(yīng)用中，配電線路智能化監(jiān)測系統(tǒng)將會根據(jù)波形進行故障定位，并快速上報，終端視頻讀取數(shù)據(jù)。在實際研究應(yīng)用中，考慮電力電子元件等在內(nèi)的非線性器件對電壓傳輸效果所產(chǎn)生的難以分析的影響，實現(xiàn)圖像分向同時監(jiān)測，包括線路走向的安全監(jiān)控、樹木的生長危害等，采用自取電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。要保證能時刻使在線監(jiān)測設(shè)備正常運作，實現(xiàn)不間斷供電，通過圖片智能診斷功能實現(xiàn)故障排查上報的準確率，減少誤報率。同時，應(yīng)用溫度安全預(yù)警系統(tǒng)通過溫度傳感器獲取線路和金具的溫度信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、溫度信息標準、溫度信息展示、系統(tǒng)報警、對比分析、統(tǒng)計報表及短信提醒等功能。平臺提供對原始、采集數(shù)據(jù)信息的查詢，并通過計算形成年、月、日的各種報表。監(jiān)控平臺基于浙江捷安工程有限公司自主研發(fā)的軟件開發(fā)平臺，通過業(yè)務(wù)模塊的開發(fā)，實現(xiàn)系統(tǒng)的各個功能。該開發(fā)平臺具有數(shù)據(jù)庫兼容功能和強大的數(shù)據(jù)分析功能，可以保證溫度安全預(yù)警系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。強大的分析功能、完善的故障報警確保了輸電線溫度安全預(yù)警系統(tǒng)的完全可靠和穩(wěn)定運行。

3.3輸出波形準確性測試

通過觀察輸出波形，對批量化自動檢測裝置設(shè)置科學(xué)的參數(shù)，并對輸出波形的準確性進行測量。共有3段波形，其中1min左右的電流為10A，保持1min會逐漸升高，持續(xù)10s，10s后停止輸出，說明該波形不存在任何的異常。在對應(yīng)用效果進行分析后發(fā)現(xiàn)，自動檢測裝置可以在最短的時間內(nèi)進行自動化的檢測。并運用圖像識別技術(shù)進行準確的判斷，與主站之間進行有效的溝通，使主站可以及時獲取信息，對故障試驗的準確性進行判斷。另外，檢測的對象非常多元化，可以進行不同廠家設(shè)備的大批量檢測，也可以對某一故障指示器進行專門的檢測。在對檢測方案進行配置時，可以包括多種項目，并靈活進行選取，對檢測方案進行補充和刪減，形成全新的方案，檢測的項目種類也更加齊全。自動檢測裝置具有多種功能，對不同的線路進行精準檢測。

4配電線路在線故障識別與診斷發(fā)展措施

4.1建立配電數(shù)據(jù)庫，提升運檢效率

為了提升整個配電線路運行質(zhì)量，在配電線路建立同時，就要同步建立配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容包含區(qū)域內(nèi)的配電線路布設(shè)，重要設(shè)備的所在位置，利用信息技術(shù)加強對線路運行和設(shè)備運行的監(jiān)控，這樣可以提高配電運檢效率;同時數(shù)據(jù)庫強大的數(shù)據(jù)處理功能可以通過分析大數(shù)據(jù)得知線路常見故障及其產(chǎn)生原因，并對其進行重點監(jiān)控，工作人員在運檢中也可以重點關(guān)注此設(shè)備，做好檢查記錄，結(jié)合完善的數(shù)據(jù)庫確保設(shè)備的正常穩(wěn)定運行;與此同時強大的數(shù)據(jù)庫可以對區(qū)域內(nèi)的供電情況進行合理調(diào)配，保證線路均在正常范圍內(nèi)工作。在用電高峰期時，配電管理系統(tǒng)可以進行限流管理，確保線路不會長期在高負荷狀態(tài)下運行，這也是保證線路穩(wěn)定運行的重要措施。

4.2加強在線監(jiān)測技術(shù)的智能化和自動化

在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展過程中，要與時俱進，結(jié)合時代發(fā)展與要求提升在線監(jiān)測技術(shù)的智能化與自動化。在系統(tǒng)診斷上進行專業(yè)化的研究，加大相關(guān)人員對此科研的投入力度，使在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展能夠跟隨時代、科技發(fā)展的潮流。在監(jiān)測過程中注重對精準度的把握，在對監(jiān)測問題的不同類型設(shè)置不同的解決方式，提升系統(tǒng)應(yīng)對問題的能力。同時針對系統(tǒng)維護等工作進行遠程服務(wù)的開發(fā)，節(jié)省不必要的人力資源浪費。另外，在在線監(jiān)測技術(shù)使用過程中，壽命的長短也需考慮。針對其使用的電池進行開發(fā)，使監(jiān)測系統(tǒng)有相應(yīng)的電池供應(yīng)，以確保在線監(jiān)測技術(shù)的長久使用。

結(jié)束語

綜上所述，配電線路在線診斷識別和故障分析過程中，需要依據(jù)配電管理的線路具體運行情況，實施嚴格監(jiān)督的管理，及時發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，注重對配電線路的診斷技術(shù)的研究，不斷提升診斷效率水平，加強掌握配電線路故障識別分析方法，以有效的合理操作診斷方法，不斷提升配電線路的綜合診斷效率，提升綜合質(zhì)量水平，實現(xiàn)安全電網(wǎng)的可靠穩(wěn)定運行分析。

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（作者單位：國網(wǎng)山東省電力公司棲霞市供電公司）