暫態錄波式配電線路監測系統建設及應用

鄧國鋒 曾友林 江澤榮 陳裕鴻

摘 要：在配電線路的運行中，單相接地故障和短路故障是最為常見的故障，當故障發生后傳統人工搜索故障點的查障模式工作效率極低，在一些地形復雜的地區查詢工作更是開展難度極大。鑒于此，本文基于暫態錄波技術，以肇慶廣寧地區配單線路為例，建構了一套暫態錄波式配電線路監測系統，并對其應用前景進行了展望。首先對基于暫態錄波技術的配電線路監測系統予以概述，然后從關鍵技術點和應用應用技術原理兩個部分出發完成肇慶廣寧地區暫態錄波式配電線路監測系統建設，最后還就預期取得的成果及應用前景進行展望，以供參考。

關鍵詞：暫態錄波技術；配電線路檢測；肇慶廣寧地區

肇慶廣寧地區有著山區線路多、小水電分布廣、單位裝機容量小的特點，其中10kV配電線路的故障查找基本依賴人工巡線的方式，采取這種方式在該地區查找故障尤其困難。本系統通過大數據分析，對同母線路線路暫態參數，智能判斷故障點并自動進行信息推送；實現實時精確故障定位，為快速復電奠定基礎。線路中存在大量原因不明的短路故障，這些短路故障表現為開關跳閘，重合閘之后正常，或者重合閘不成功，經過長時間巡線不能確定原因之后，強送電之后正常。這些大量不明原因短路故障的產生原因可能是供電設備存在缺陷，針對上述情況，本文基于暫態錄波技術，從肇慶廣寧地區配單線路現狀出發，擬建立一個暫態錄波式配電線路監測系統，以下為詳細內容。

一、基于暫態錄波技術的配電線路監測系統概述

基于暫態錄波技術的配電線路監測系統其核心功能為對6-35kV架空線路所發生的接地故障和短路故障進行定位。[1]整個系統由匯集單元、采集單元和配電主站系統三個部分組成，綜合應用了計算機技術、無線通信技術、故障檢測技術、信息建模技術以及網絡通信技術于其中，對于配電線路應用中的接地故障、短路故障具有很好的檢測效果，可對配電線路的諧波、負荷等進行實時監測，并基于通信技術可將這些采集信息快速傳輸至配電主站，配電主站在通過相關軟件所所采集到的故障瞬時波形及特征信息進行網絡拓補計算，繼而精準確定故障所發生的區域，并發出告警信息，引導維護人員快速達到故障地點進行維修。[2]

二、暫態錄波式配電線路監測系統建設

（一）關鍵技術點

在暫態錄波式配電線路監測系統建設中，其關鍵性技術主要包括七個：（1）實現線路電流電壓等工況的高頻暫態錄波功能，當電流突變和電場突變時自動觸發錄波，有效記錄線路異常情況便于進行分析。（2）針對接地故障監測難問題采用三相合成零序電流、電場信號分析，實現對接地故障就地精準檢測、定位；（3）采取同母線路狀態共檢手段，通過數據邏輯判斷故障點，有效排除干擾。（4）有別于一般配電線路故障監測系統，本項目采用線路雙向電流監測技術，能有效解決山區配電線路帶小水電運行，線路狀態參數難以準確測量的問題；（5）大數據智能結果分析，利用自主故障專家庫自動分析線路故障情況并可通過短信和系統反饋相關情況。（6）數據采集模塊采用太陽能及線路雙通道取電，能確保設備正常運行。（7）通訊模塊穩定可靠、超低功耗、可遠程維護與升級。

（二）應用技術原理

當在線錄波監測及故障定位裝置檢測到電流I出現短路故障電流變化模式，就可以確定自己位于故障路徑上，向智能化配電網線路狀態監測主站上報短路故障SOE，主站就可以根據上報的短路故障SOE進行短路故障定位。[3]同時根據理論分析和現場錄波結果發現，小電流接地配電網單相接地過程中產生的高頻暫態零序電流信號，具有如下分布規律：（1）非故障線路和故障線路的高頻暫態零序電流信號不相似；（2）故障線路上故障點前和故障點后的高頻暫態零序電流信號不相似；（3）故障線路上故障點到電源之間的故障路徑上高頻暫態零序電流信號高度相似。

三、暫態錄波式配電線路監測系統在肇慶廣寧地區的應用前景

（一）預期建設成果

本文以肇慶廣寧地區的實際配電網情況出發所建立的暫態錄波式配電線路監測系統預期建設成果包括四個部分。其一為實現對10kV配電線路實時狀態信息的及時監控；其二為實現對故障位置的快速定位，實現快速恢復供電；其三為實現對配電線路設備的監控，及時發現并消除設備缺陷；其四為實現對線路負荷、設備在線率等實時監控。

（二）監測系統應用前景

本文所建立暫態錄波式配電線路監測系統在肇慶廣寧地區的應用前景主要有三者。其一為實現架空配電線路故障快速診斷、快速定位；其二為實現線路實時電流、電壓等運行數據的監測，解決線路電流電壓監測難題；其三為通過系統對配電線路實時運行數據自動分析，為日常運維策略制定及線路設備升級改造提供數據支持。

四、結語

綜上所述，本文針對于肇慶廣寧配電線路的實際情況，基于暫態錄波技術所建立的暫態錄波式配電線路監測系統，在肇慶廣寧建立配電線路狀態監測分析及故障定位系統中，線路狀態在線采集裝置獲取信息、數據，建立健全的網絡架構、海量信息的智能管理和多級數據的高效處理能力，實現對配電線路運行參數的智能在線監測，通過對這些信息進行實時或周期性的分析診斷，把握故障位置，分析故障發生的特征，形成有效的故障定位、故障診斷消息推送給相關運維人員，對于肇慶廣寧地區配單線路的運作狀態建設具有十分顯著的提升效果值得推廣使用。

參考文獻：

[1]鐘濤，陳禮頻，汪穎，等.某實際配電線路晃電事故原因分析與電磁暫態仿真[J].電氣應用，2014，21（23）：138-144.

[2]薛永端，徐丙垠，李天友，etal.利用暫態信號的配電網小電流接地故障檢測技術[J].電力設備，2011，20（3）：22-25.

[3]李偉峰，張慶波，葉容慧.一種基于暫態分析的配電網小電流接地故障遠程診斷系統[J].廣東電力，2015，03（12）：53-57.

項目名稱：暫態錄波式配電線路監測系統建設及應用（項目編碼：031200KK52180026）