配電線路故障原因分析及在線監(jiān)測系統(tǒng)研究

蔡震宇

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司儀征市供電分公司，江蘇 高郵 211400）

引言

配電線路是電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著電力輸送的重要任務(wù)。近年來城市化進(jìn)程的不斷加快使得電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，配電線路敷設(shè)的范圍也越來越廣，配電線路在日常運行的過程中經(jīng)常會受到多方面的因素影響導(dǎo)致配電線路發(fā)生故障，從而影響到電網(wǎng)系統(tǒng)的電力正常供應(yīng)。因此對造成配電線路故障的原因進(jìn)行分析研究具有著非常重要的實際意義，有助于降低配電線路的故障率。同時還提出了配電線路的在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對配電線路的實時狀態(tài)監(jiān)測，有助于提高配電線路的運行穩(wěn)定性，降低配電線路故障率，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 配電線路故障原因

1.1 配電線路自身的原因

配電線路自身的原因是導(dǎo)致配電線路故障的主要原因。電網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展使得某些地區(qū)的配電線路不能夠及時的進(jìn)行更新更換，現(xiàn)階段的電壓電流都比較高，傳統(tǒng)的配電線路已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)階段的電力輸送要求，配電線路就會出現(xiàn)由于過熱或者是過壓導(dǎo)致配電線路燒毀。還有就是配電線路在安裝時，由于設(shè)計或者是材料本身存在著一定的缺陷，導(dǎo)致配電線路在日后的使用中容易出現(xiàn)故障導(dǎo)致電力輸送中斷，嚴(yán)重影響電力輸送的安全性和穩(wěn)定性。

1.2 人為因素

配電線路由于其輸送的電壓等級不同敷設(shè)的高度也不同選用的材料也是不同的。人為因素對配電線路運行的影響主要是指兩方面，一方面是電力企業(yè)的設(shè)計人員和安裝人員在設(shè)計、安裝時存在著一定的疏忽為今后的配電線路輸送電能帶來安全隱患。另一方面就是用電用戶對配電線路的人為破壞，例如有些不法分子會在公共電網(wǎng)上直接搭電，進(jìn)行竊電或者是偷電，還有甚至直接將配電線路的電纜進(jìn)行偷竊，對配電線路造成了嚴(yán)重的損壞。

1.3 自然因素

配電線路在運行的過程中還會受到自然因素的影響，在自然因素的影響中，雷電和風(fēng)雪是影響配電線路的主要原因。尤其是在夏季，雷電出現(xiàn)在配電線路附近時會導(dǎo)致配電線路內(nèi)部的電流出現(xiàn)涌動，影響到電力的穩(wěn)定輸送。當(dāng)雷電直接集中配電線路時，配電線路會被雷電擊斷，造成電力輸送中斷。風(fēng)雪對配電線路的影響一般情況下是由于風(fēng)力過大造成配電線路塔出現(xiàn)傾倒或者是配電線路由于冰雪過重導(dǎo)致的配電線路出現(xiàn)斷裂，影響到電力正常輸送。

2 配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)

2.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理

配電網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)其主要是由故障顯示器、通信裝備、網(wǎng)絡(luò)主站以及通信終端等組成的。其中故障顯示器能夠?qū)崿F(xiàn)配電線路的故障監(jiān)測、信息傳輸、線路負(fù)荷以及無線數(shù)據(jù)等，配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理圖如圖1 所示。配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)ο嚅g短路、單相接地等故障進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)配電線路出現(xiàn)故障時，故障顯示器就能監(jiān)測到不同于正常狀態(tài)時的配電線路中的電流，通過對這種特殊電流的監(jiān)測，顯示器就利用無線傳輸裝置將信息傳遞到對應(yīng)的通信終端中，接受到完成的數(shù)據(jù)信息后，將完整的數(shù)據(jù)信息傳遞到配電線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)主站中。工作人員結(jié)合主站顯示故障情況結(jié)合地理信息系統(tǒng)展示出故障點位置，快速鎖定配電線路故障位置，提高配電線路的故障處理效率。

2.2 配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

在電網(wǎng)系統(tǒng)中配電線路大部分采用的是小電流接地的方式，架空配電線路占整個電網(wǎng)系統(tǒng)的配電線路的90%以上，因此對架空輸電線路而言，利用故障指示器監(jiān)測技術(shù)對整個線路進(jìn)行分段監(jiān)測就顯得更加適宜。配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)不僅要實現(xiàn)相關(guān)功能，還需要適應(yīng)配電線路周圍的一些實際環(huán)境條件，保證能夠長期穩(wěn)定運行。在實際的運行過程中配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)要能夠通過相關(guān)功能采集到配電線路的電流、電壓以及溫度等參數(shù)信息，利用數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷配電線路的狀態(tài)。配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示，其中分別設(shè)置了傳感器組件、超聲波探頭、零序電流互感器以及電流/壓采集模塊等共同組成了配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)傳輸子站的任務(wù)是接受和發(fā)送數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)據(jù)信息，通過解調(diào)將配電線路的數(shù)據(jù)信息傳遞到配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的中心站和主站系統(tǒng)。在正常運作時，配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)也能夠定時定期的將配電線路的運行狀態(tài)參數(shù)信息傳遞到主站。

配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)控主站是整個配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的主要核心部分，其主要是利用監(jiān)控主站對整個配電線路的狀態(tài)信息進(jìn)行處理，具備有地理信息系統(tǒng)和管空信息系統(tǒng)，通過中心站、服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)信息軟件組成，配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖見圖3。在正常運行時，配電線路在線監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的管控，監(jiān)控配電網(wǎng)系統(tǒng)的運行和故障情況，當(dāng)出現(xiàn)異常狀態(tài)時，能夠自動識別故障的類型以及對故障的位置進(jìn)行快速確定，通過圖形或者是聲音的方式進(jìn)行提醒，有助于電力企業(yè)的工作人員快速注意到配電線路或者是配電網(wǎng)系統(tǒng)的故障情況。配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)后臺還能夠?qū)崿F(xiàn)地理信息圖形的快速標(biāo)注，配電網(wǎng)單線圖以及環(huán)網(wǎng)的編輯和管控，有助于電力企業(yè)根據(jù)配電網(wǎng)的更新狀態(tài)不斷地進(jìn)行調(diào)整。還可以對實時信息以及歷史信息進(jìn)行查詢，方便電力企業(yè)的工作人員對電網(wǎng)信息深入了解。

3 結(jié)語

配電線路在電網(wǎng)系統(tǒng)中承擔(dān)著重要的任務(wù)，在實際的運行過程中，配電線路的安全性和穩(wěn)定性對電網(wǎng)系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用。通過對配電線路在運行過程中的影響因素的深入了解，配電線路在運行過程中受到自然因素、線路本身因素以及人為因素多方面因素的影響。結(jié)合多年工作經(jīng)驗，結(jié)合配電線路在電網(wǎng)系統(tǒng)中的作用和結(jié)構(gòu)，設(shè)計了配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)，從其工作原理到組成結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對配電網(wǎng)以及配電線路的實時狀態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測在實際電網(wǎng)中的各項參數(shù)信息，通過電網(wǎng)參數(shù)信息對配電線路及電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)監(jiān)測，出現(xiàn)故障時，快速確定故障類型和故障位置，提供電力企業(yè)工作人員的維修工作效率，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化水平，降低配網(wǎng)系統(tǒng)的故障率，提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。