配電線路在線故障識(shí)別與診斷技術(shù)分析

劉思雨 洪皓 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司城西供電分公司

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，城市建設(shè)也在加速，電力系統(tǒng)是保障人民生活能源安全的建設(shè)的重要組成部分。但是，由于設(shè)備故障和維護(hù)問(wèn)題，電力系統(tǒng)的配電線路出現(xiàn)故障。通過(guò)故障診斷并應(yīng)用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，可以解決故障錯(cuò)誤。

一、配電線路在線故障識(shí)別與診斷的必要性

伴隨著國(guó)家電網(wǎng)的擴(kuò)大和電網(wǎng)的擴(kuò)展，電網(wǎng)運(yùn)行中仍然存在著一些不足和問(wèn)題。要解決這些問(wèn)題，需要改進(jìn)維護(hù)，改進(jìn)故障檢測(cè)和診斷。只有大幅減少線路故障，才能長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。當(dāng)今的電力裝置和在線故障識(shí)別系統(tǒng)創(chuàng)新不斷，不斷完善。電力企業(yè)只有確保線路檢修和維護(hù)效率，才能提高整體效率。

二、對(duì)配電線路在線故障進(jìn)行識(shí)別

1.高阻故障。顧名思義是架空線路斷裂接觸到高電阻物體時(shí)故障產(chǎn)生。如建筑物、樹木靠近架空線路時(shí)，其表面會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，導(dǎo)致高阻故障；沙礫、瀝青和地面碎石可能會(huì)在雷擊和閃電的長(zhǎng)期影響下造成高阻故障的情況。傳統(tǒng)的電源保護(hù)方法不會(huì)檢測(cè)到高阻，因?yàn)殡娏鲝?qiáng)度低于普通短路電流。這樣，相關(guān)人員就可以根據(jù)高阻特性識(shí)別故障，避免高阻故障導(dǎo)致的嚴(yán)重故障，并對(duì)高阻故障時(shí)排除。也可以避免觸電、火災(zāi)等問(wèn)題。

2.間歇性故障。間歇性配電系統(tǒng)是線路間歇性放電引起的結(jié)果。配電線路的間歇放電帶有瞬時(shí)和重復(fù)的電弧光。這可能是兩次間歇性故障不確定性間隔時(shí)間（例如，幾秒鐘、幾分鐘、幾小時(shí)甚至幾天）。間歇故障可能危及電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，甚至危及周圍居民的生命，并阻礙電網(wǎng)的發(fā)展。因此，在出現(xiàn)間歇故障的情況下，需要根據(jù)故障的性質(zhì)確定故障原因并及時(shí)修復(fù)。

3.單相接地故障。單相連接故障是所有配電系統(tǒng)中故障中最常見、最難檢測(cè)到的位置。如果單相接地端口出現(xiàn)故障，首先分析臨時(shí)暫態(tài)過(guò)程。可以從暫態(tài)信息中檢索許多故障消息，而不會(huì)影響管線管路暫態(tài)過(guò)程。恢復(fù)單相接地連接器需要根據(jù)一套標(biāo)準(zhǔn)的暫態(tài)分量進(jìn)行科學(xué)合理的恢復(fù)，以促進(jìn)配電系統(tǒng)的安全和長(zhǎng)期運(yùn)行。

三、配電線在線故障診斷方法

1.監(jiān)測(cè)定位方法。定位監(jiān)測(cè)是通過(guò)在高干擾故障和配電線路的主要分支中安裝探測(cè)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)定位實(shí)現(xiàn)零序電力故障。這樣可以獲得有關(guān)配電線路的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，檢索最新數(shù)據(jù)并識(shí)別故障點(diǎn)。但該方法也存在一些缺陷，探測(cè)器成本高，員工需要高水平的操作技能，后期維護(hù)工作量巨大，這就造成了該方法在實(shí)施中實(shí)際的困難。

2.主動(dòng)定位。在當(dāng)前配電網(wǎng)發(fā)展階段，主動(dòng)定位法的故障檢測(cè)原理是基于故障發(fā)生后所采取的故障主動(dòng)位措施。主動(dòng)定位法的主要故障檢測(cè)方法有S 注入法、中性點(diǎn)脈寬注入法和交直流綜合注入法。S 注入法是在故障發(fā)生后，通過(guò)發(fā)送信號(hào)來(lái)準(zhǔn)確定位故障源的方法。其優(yōu)點(diǎn)是定位精度高。缺點(diǎn)是一旦線路斷電，這種方法就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。與S 注入法相比，中性點(diǎn)脈寬注入法更穩(wěn)定、安全。直流綜合注入法雖然準(zhǔn)確度很高，但風(fēng)險(xiǎn)因素太大。在檢測(cè)過(guò)程中，不可能對(duì)事故區(qū)域進(jìn)行有效的檢測(cè)，可能會(huì)爆發(fā)出許多危險(xiǎn)因素。一般情況下，當(dāng)故障源可以用其他方法確定時(shí)，不建議采用直流綜合注入法。

3.被動(dòng)定位法。被動(dòng)定位方法也可分為三種方式。電力線在線故障診斷中行波法非常準(zhǔn)確，但對(duì)具體故障點(diǎn)的及時(shí)診斷需要較長(zhǎng)的時(shí)間，在實(shí)際應(yīng)用中需要充分考慮。電力線自動(dòng)化設(shè)備被動(dòng)定位各區(qū)段的故障利用區(qū)段查找法。此方法有助于識(shí)別故障并故障區(qū)域縮小范圍，直至找到故障點(diǎn)，有效減少診斷時(shí)間、成本和工作負(fù)載不確定性。但是，實(shí)際上，由于路徑阻力和電源等因素，無(wú)法充分利用這一點(diǎn)。

4.智能定位。智能定位方法在定位精度和實(shí)時(shí)性方面是最好的。但由于現(xiàn)有技術(shù)的局限性，難以大面積推廣，發(fā)展空間巨大。相比輸電線路，支路較多的是配電線路，因此需要一個(gè)較小的配電系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)故障。如果電路的單相接地連接器發(fā)生故障，可以拖曳故障電路以快速準(zhǔn)確地找出故障源。

四、配電線路在線故障的診斷系統(tǒng)研究

1.HHT 方法配電線路故障診斷系統(tǒng)。一種基于HHT 方法的電力線故障檢測(cè)系統(tǒng)，主要包括信號(hào)、功能提取和預(yù)測(cè)決策三個(gè)過(guò)程。收集相關(guān)分析數(shù)據(jù)，以便根據(jù)電路狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行精確的故障處理。故障排除后，需要對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行全面分析和調(diào)查，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并保存一個(gè)記錄以供日后系統(tǒng)優(yōu)化和故障診斷之用。預(yù)報(bào)決策是預(yù)防性，根據(jù)目前的故障分析，提出了今后配電線路趨勢(shì)的改進(jìn)建議。

2.配電線路在線故障診斷系統(tǒng)。電路在線故障診斷過(guò)程主要包括故障檢測(cè)、分類和定位。故障檢測(cè)是故障診斷的第一步。只能確定系統(tǒng)因故障的程度。然后使用HHT 方法分析故障數(shù)據(jù)，以便對(duì)其進(jìn)行分類。確定故障位置，并根據(jù)故障原因解決和分析處理。

分配電系統(tǒng)與我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活息息相關(guān)。配電系統(tǒng)在布線過(guò)程中必須確保安全。根據(jù)線路質(zhì)量創(chuàng)建未來(lái)配電系統(tǒng)的維護(hù)計(jì)劃，以確保配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行這很重要。