500kV輸電線路故障定位與故障問題分析

徐振宇

國網江西省電力有限公司超高壓分公司 江西 南昌 330000

引言

城鎮化建設進程的持續推進促使居民用電及工業用電規模以及電力設施建設數量明顯擴增，供電覆蓋范圍明顯拓展。然而，110kV、220kV傳統電力系統所存在的電能損耗大、穩定性差等問題已經嚴重影響電網運行效果以及可持續發展進程。為適應電力系統健康持續發展需求，電力企業主動立足于電力行業變革發展趨勢，重點針對電力網絡規劃以及建設問題進行了統籌部署，保障居民日常用電需求的同時，為企業生產發展提供安全可靠的電力供應。其中，500kV輸電線路成為電力網絡規劃與建設工作的重點關注內容。由于500kV輸電線路組成的主網結構地位日益重要，電力企業應該堅持按照500kV輸電線路運維管理相關規定，消除500kV輸電線路運行期間存在的隱患、缺陷，以切實保障500kV輸電線路運行穩定性與高效性。然而結合實際情況來看，500kV輸電線路在運行期間所面臨的不穩定因素相對較多，始終存在亟待消除的隱患和缺陷。

1 500kV輸電線路故障原因分析

1.1 雷擊故障

500kV輸電線路長期處于露天運行環境當中，容易受到氣候條件以及相關因素的影響，導致輸電線路出現絕緣水平降低問題。當問題過于嚴重時，會引發停電故障。與此同時，在多雨的季節，500kV輸電線路容易受到雷電活動影響出現雷電過電壓，導致500kV輸電線路絕緣子處于閃絡狀態，引發跳閘停電等安全事故。如果雷擊導、地線，那么輸電線路過電壓程度會嚴重加劇，容易引發絕緣子破裂或者擊穿等一系列安全事故[1]。

1.2 污閃故障

500kV輸電線路長期處于高負荷運行狀態，容易受到周圍環境因素影響而出現污閃問題。從具體成因上來看，多半是由于輸電線路設計標準低或運行環境惡劣造成的。在前期設計過程中，設計人員未能展開全面的調查分析工作。如對于線路運行區域的地質環境、氣候條件等影響因素缺乏提前識別，或者并未結合輸電線路工程項目完工投運后的運行需求進行合理設計與優化，導致輸電線路設計效果難以達到預期。當輸電線路頻繁出現污閃問題時，供電穩定性將會大打折扣。嚴重時則會出現跳閘故障。如果運維管理單位未對500kV輸電線路進行定期清掃絕緣子，導致絕緣子積污嚴重，鹽密、灰密值較高，線路絕緣難以維持正常運行狀態。

1.3 風偏等放電故障

風偏放電是500kV輸電線路運行期間容易出現的故障問題。從問題成因上來看，線路運行區域環境條件相對惡劣，受到大風等惡劣天氣影響容易出現線路短路故障或者跳閘故障。結合以往的運維經驗來看，當風偏放電現象過于明顯時，輸電線路將難以維持正常運行狀態。一般來說，這種情況通常出現在高原地區或者沿海地區。除了受到大風天氣的影響之外，暴雨天氣也會導致輸電線路發生放電現象。究其原因，主要是因為在暴雨天氣中，空氣間隙變小，容易引發輸電線路放電現象[2]。

2 500kV輸電線路故障定位技術分析

2.1 行波法與故障分析法的結合應用

近些年來，伴隨著特高壓輸電線路與超高壓輸電線路運行水平的持續提升，電力行業重點針對輸電線路故障定位以及排查工作進行了統籌部署。技術人員可通過利用行波法、故障分析法對500kV輸電線路運行故障進行精準定位以及排查分析。

以行波法為例，在故障定位與排查分析過程中，基本上不會受到電網線路分布電容以及系統運行方式等因素影響而出現定位精度不準確或者排查效果不佳的問題，可以有效保障測距精度。但是需要注意的是，電力系統波速變化以及參數頻變可能會對行波法測距精度帶來負面影響[3]。

此時，技術人員可主動結合故障分析方法加強對500kV輸電線路各類故障問題的定位與分析。也就是說，利用單一的測距方法難以很好地完成故障定位工作，且局限性問題較多。因此，在故障定位與排查分析過程中，技術人員有必要將行波法與故障分析法進行結合應用，以切實增強定位、分析的精確性。

2.2 基于加權數據融合的綜合故障測距算法

基于加權數據融合的綜合故障測距算法主要依托于雙端同步/非同步數據故障測距算法、行波測距算法應用原理，獲取不同類型數據源。并且由相關技術人員結合仿真實驗數據以及相關理論實踐知識，確定權值系數。在此基礎上，展開針對性自適應加權融合運算，可獲得精準的測距結果。

需要注意的是，在使用基于加權數據融合綜合故障測距算法的過程中，技術人員需要結合輸電線路分布參數以及相關方程算法，精準獲取相關數據資料。為消除自然因素以及人為因素引發的故障問題，需要結合綜合故障測距算法反饋數值，展開針對性檢修處理，及時將故障隱患因素消除于萌芽當中[4]。

2.3 多傳感器數據融合技術

現代電力系統以及輸電線路在組成結構以及運行流程方面遠比從前復雜，如果單純采取單數據源或者單傳感器方式開展測距工作，那么精確度效果難以得到確切保障，同時也不利于保障輸電線路精準故障定位效果。為消除傳統故障定位技術存在的弊端性問題，技術人員可通過采取多傳感器數據融合技術，加強對輸電線路冗余信息以及互補信息的檢測分析。根據分析反饋結果，將故障信息進行精準處理，提升故障定位速率。

3 500kV輸電線路故障問題的解決措施及運維策略分析

3.1 科學構建風險評估管理體系，健全完善運維檢修方案

依托于科學合理的風險評估管理體系可以加強對500kV輸電線路故障問題的有效防控。在具體構建過程中，運維管理人員應該提前對500kV輸電線路運行過程中可能出現的風險問題進行主動識別，并結合識別結果提出針對性解決策略。在此基礎上，采取全面評估方法，對線路故障發生概率進行科學計算。根據計算結果以及線路實際運行情況，制定針對性檢修方案。與此同時，運維管理人員應該根據風險評估管理體系構建情況以及要點因素，對當前檢修方案存在的短板問題進行及時補齊。

具體來說，一方面，運維管理人員應該重點強化線路巡檢質量，保障線路故障問題及時排查。針對不同運行檢修區域應該明確劃分崗位職責以及工作任務，避免出現死角監測問題。另一方面，運維人員應該按照定期巡視檢查原則，對500kV輸電線路特殊區段運行情況進行重點把握。尤其要對重點區域以及隱蔽區域加強安全巡視與管理，以防止出現線路運行故障問題。每次巡視工作結束之后，運維人員應該對本次巡視情況進行全過程記錄，以方便后續決策管理。

3.2 優化500kV輸電線路運維管理體系，強化運維人員責任意識和專業水平

健全優化500kV輸電線路運維管理體系始終是消除輸電線路運行故障問題的重要舉措。在具體實踐過程中，電力企業管理人員應該重點針對當前500kV輸電線路運行管理工作存在的不足問題進行及時處理。并通過不斷增強運維人員崗位責任意識以及提升運維人員專業素養和技能水平，保障每一位運維人員可以按照專業規程以及規范制度開展運維管理工作。運維管理人員在工作中應該結合500kV輸電線路運行實況以及故障問題表現，制定切實可行的檢修計劃以及不斷優化運維管理體系。

其中，運維管理人員應該針對重難點檢修問題以及運維問題進行科學部署，以強化對輸電線路以及關鍵設備運行全過程的監控管理。需要注意的是，傳統以人工為主的檢修管理模式已經難以適用于當前電力信息化背景當中。針對于此，建議運維人員應該主動結合新型檢修技術以及故障定位技術，加強對500kV輸電線路運行故障問題的排查管理。舉例而言，運維人員可以利用輸配電自動化管理技術實時掌握500kV輸電線路運行狀態，及時排查故障問題。除此之外，在日常運維工作期間，運維管理人員應該立足于全局規劃發展角度，結合實際情況對自然天氣因素、人為管理因素所帶來的故障隱患問題進行提前識別，并制定針對性措施加以應對處理。

3.3 重點落實運維保養工作內容，切實增強500kV輸電線路運行效能

為減少500kV輸電線路運行不穩定因素，電力企業應該安排專業運維人員定期深入500kV輸電線路運行現場，按照線路設備檢修工作相關標準及要求對輸電線路以及設備進行科學維護與保養。運維人員應該結合檢修現場實際情況對當前輸電線路以及相關設備運行情況進行重點研究與分析。根據分析反饋結果，對現階段500kV輸電線路存在的不穩定因素進行主動識別。

其中，為防止非人力因素對500kV輸電線路運行過程帶來負面影響，運維人員應該重點針對500kV輸電線路運行環境進行動態監測。在此基礎上，運維人員應該深入線路運行區域，對輸電線路周邊的雜物進行及時清除。除此之外，為防止輸電線路出現絕緣老化或者其他異常問題，運維人員應該加強對500kV輸電線路運行風險問題的識別。特別注意的是，對于污閃等故障隱患問題，運維人員應加強對污染源的調查與監測，爭取從源頭解決問題，盡量消除污閃隱患帶來的負面影響。

3.4 注重自然災害監測技術應用，增強應急處理能力

近些年來，因自然災害引發的500kV輸電線路運行故障相對頻繁，為保障500kV輸電線路始終處于高效穩定的運行狀態，電力企業方面應該通過利用自然災害監測技術手段，加強對故障問題的應對處理。一方面，電力企業運維人員應該對500kV輸電線路運行區域氣象環境以及其他影響因素進行重點識別與監測。最好可以與當地氣象部門構建協同互動關系，如可通過利用氣象災害預警系統對本運行區域天氣情況進行監測。根據監測數據結果，提前加強對暴雨或者強風等惡劣天氣的防空，做好相應應急處置準備。

舉例而言，為加強對雷電問題的應急處理，電力企業便可通過提前安裝雷電監測系統或者相關設施，對500kV輸電線路在雷電狀態下的運行情況加強監測。根據監測數據情況，采取科學合理的措施加強處理。

需要注意的是，除了解決環境因素及人為因素導致的線路故障，運維人員還應該針對鳥害問題進行針對性應對處理。如運維人員可以在500kV輸電線路工程竣工投運之后，適當安裝驅鳥器、防鳥板、防鳥盒等裝置，加強對鳥害故障問題的預防。

4 結束語

總而言之，500kV輸電線路作為保障我國電力系統高效穩定運行的重要基礎設施，為確保其始終處于安全穩定的運行狀態，電力企業方面應該加強對500kV輸電線路運維管理工作的重視程度。在運維管理工作中，電力企業應該主動結合電力改革發展趨勢，按照現代化電力系統的運行要求，優化完善500kV輸電線路運維管理，對存在的短板及時進行補齊，利用先進科學的故障監測技術以及相關防范手段，保障輸電線路持續穩定進行電力傳輸，滿足人民的用電需求。