型電力系統的輸電線路故障識別

徐靖雯 蔣博文 王晨陽

摘要：文章主要針對大型電力系統輸電線路故障的自動識別做了簡單探討，首先分析目前常見的輸電線路運行故障，包括雷電導致的自然性輸電線路故障問題，覆冰故障以及大風等天氣出現的線路故障問題等。其次利用各類公式提取輸電線路故障電流特征，得到輸電線路故障識別的特征向量，以此完成輸電線路的故障識別。最后提出了輸電線路故障排除的幾點有效方法，希望能更好的保障大型電力系統穩定、安全運行。

關鍵詞：電力系統;輸電線路故障;故障識別

引言

近年來，隨著電力系統規模的不斷擴張，大型電力系統輸電容量和電壓等級也在不斷提高。在電力網絡輸電線路發生異常現象時迅速準確地識別線路故障對保證電力系統正常運行，提升電力系統傳輸穩定性具有重要意義。當前的輸電線路異常識別方法多數基于線路工頻穩態量，易受線路接地電阻以及輸電網絡近鄰線路互感等多種因素的影響。為此，研究快速可靠的電力網絡輸電線路故障自動識別方法對保障大型電力系統的安全性與電力傳輸的經濟性具有重要的意義。

一、輸電線路的運行故障

（一）雷電導致出現的自然性輸電線路故障問題

不僅鳥類將會導致輸電線路存在著故障的問題，同時一些自然因素也將會導致線路出現故障，比如雷電等在災害的出現，會導致線路出現故障的問題，并且因為雷電的故障情況也是難以掌握其規律，現如今由于雷電所導致的故障問題已經是成為了我國電力日常管理中的重要問題，特別是在夏季的時候，雷雨天氣的出現是相對比較頻繁的，這樣會導致我國多數的地區輸電線路存在著一些不同程度的故障問題，最終會導致電力的管理工作變得更加的艱巨。

（二）覆冰故障

冰雪天氣會導致輸電線路的覆冰故障，影響電力系統的正常運作，一般情況下，輸電線路的覆冰故障主要有以下幾個類型：第一，導線覆冰舞動和脫冰跳躍，由于導線上覆冰不斷堆積，使其承受的張力增大，因此在脫冰過程中，會產生導線跳躍的現象;第二，絕緣子串冰閃，是 220～500kV 覆冰線路跳閘的主要原因，如果覆冰中的雜質比較多，會使其具有高導電，因此造成冰閃現象;第三，過負荷，覆冰會增加各種電力設備的承重，如果超出設計值太多，就容易引起過負荷的現象。因此，覆冰會引起導線覆冰舞動和脫冰跳躍、絕緣子串冰閃、過負荷等問題的發生，為了維護輸電線路的穩定和安全，相關人員應當注意對覆冰事故的防范。

（三）大風等天氣出現的線路故障問題

不僅僅由鳥類以及雷電等相關的因素會導致輸電線路出現相應的故障問題，同時在一些大風的天氣情況下，也將會導致輸電線路的不正常運行，對于這種故障而言，其原因主要是因為現如今我國多數的輸電線路的相關設備是安置在室外的環境之中，這樣會導致設備長期處于在暴露的狀態中，然而在出現一些惡劣的天氣，比如大風的情況下，風力的強勁吹擊下，導致其輸電線路的支持架出現坍塌，或者是出現斷裂等方面的問題，這樣會導致輸電線路的穩定運行帶來比較嚴重的影響，同時也會導致線路存在著安全隱患等問題。

二、大型電力系統輸電線路故障自動識別方法

（一）提取輸電線路故障特征

在識別大型電力系統輸電線路故障時，可以先根據電力網絡時域及時頻域提取輸電線路故障電流特征，結合不同特征量來得到輸電線路故障自動識別特征向量，具體特征識別方式如下：

（二）輸電線路故障特征自動分類識別

在進行大型電力系統輸電線路故障特征自動分類識別過程中，以3.1獲得的輸電線路故障分類的特征向量為依據，輸入到模糊聚類分類器中進行輸電線路故障特征聚類識別，具體過程如下所述：

若表示電力網絡輸電線路故障特征模糊聚類的隸屬度矩陣，輸電線路故障特征聚類中心向量為，輸電線路故障特征聚類數目為C，輸電線路數據點相對于聚類中心的隸屬度為，電力網絡輸電線路數據序列特定為，則采取公式（4）計算出最小化目標函數：

三、電力輸電線路的運行故障排除

（一）線路設計中故障排查

施工設計人員需要對輸電線路的檢修以及監測等方面留出足夠的空間和機會，切實保證其正常運行，參照實際情況開展相應的施工安排和資源整合。除此之外，施工設計人員還需要盡可能減少線路架設構建初期中存在的問題，切實預防其中潛在隱患，為施工設計中存在的問題進行及時的處理和解決。

（二）線路架設構建故障排查

氣候以及地理環境等自然因素可以通過技術上的攻堅克難以及深入研究克服，而材料盜竊等人為原因則需要加強材料管理強度，提升管理質量。在施工實際過程中，管理人員需要對材料浪費現象進行嚴格地杜絕，管理責任到人，以切實減少經濟損失，為電力輸電線路的架設構建的正常順利進行提供保證，切實提升經濟效益以及社會效益。

（三）運行故障排除

從保障電力輸電線路正常穩定運行的角度，技術人員需要做好輸電線路的定期維護和檢修管理，通過有效的檢修來對輸電線路中存在的問題和隱患進行排查，盡可能降低故障和問題發生的概率，發揮出防患于未然的效果。同時，在電力輸電線路檢修維護環節，工作人員還需要針對輸電線路不同區域和分段的深入研究和檢查，避免出現遺漏的情況。對于一些自然條件惡劣，或者天氣狀況惡劣的情況，更是必須做好巡查工作，及時發現輸電線路運行中存在的故障，做好故障原因分析，采取針對性的措施對故障進行排除，切實保障輸電線路運行安全。

總結

總而言之，電力輸電線路作為電力系統的重要組成部分，其運行維護質量直接影響到整個電力系統安全運行。現階段我國正在大力改造電力系統，但實際運行中難免受到其他因素的影響，對系統運行產生影響。因此有必要做好電力輸電線路故障識別工作，并針對性的對故障進行排除，以此保障電力行業的穩定發展。

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