配電線路常見故障及其原因與運檢管理分析

蔡明憲（國網濟寧市任城區供電公司,山東 濟寧 272000）

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配電線路常見故障及其原因與運檢管理分析

蔡明憲
（國網濟寧市任城區供電公司,山東 濟寧 272000）

摘 要：由于高壓配電線路不僅要作為從發電站或發電廠向用戶輸送電能的橋梁，還要作為各大電網聯網運行的聯絡線使用，所以它的運行狀況將直接關系到整個電網的運行狀態?，F代電力系統電壓水平高，裝機容量大，傳輸容量也在不斷提高，如果配電線路一旦發生故障，將造成非常巨大的經濟損失?；诖耍疚姆治隽伺潆娋€路常見故障及其原因，并結合故障分析法對配電線路運檢管理進行了簡要闡述。

關鍵詞：配電線路；故障；運檢管理

1 配電線路常見故障及其原因分析

由于我國幅員遼闊，高壓配電線路分布范圍甚廣，大多數途中經過高山森林地段，因山區中架設的桿塔跨距較大，導致線路的垂弧增大，狂風容易致線路發生風偏短路故障；而且叢林地區的氣候條件復雜多變因素，導致雷雨季節經常會由于線路對樹枝發生放電現象而引起的短路故障，故障發生后，故障位置很難查出和識別。據統計，電力系統的故障大部分都在傳輸線中發生的，所以當線路任意位置發生故障后，如果電力系統部門能快速、準確地確定故障發生的位置，則可迅速地找到故障，節省耗費在巡線查找故障中的人力資源和財政的開銷；可及時排除故障恢復供電，提高系統供電質量和可靠性，減少因停電帶來的經濟損失；可為找出故障產生的可能原因提供可靠依據，并制定合適的防范措施；對于線路對周圍樹枝放電、狂風引起的短時短路、對飛禽身體放電等一些瞬時性故障，可及時提醒傳輸線路維護人員在這些薄弱點，采取適當的預防措施，避免永久性故障的形成，可以節省大量的維護時間和費用?？傊?，實現配電線快速、準確的故障定位不僅可以使電網的供電可靠性和運行穩定性得到大幅的提高，而且還具有十分巨大的社會效益和經濟效益。

在早期，當傳輸線路發生故障時，首先必須由用戶提供故障信息給經驗豐富的線路維護人員，維護人員對信息進行分析后預測出故障可能發生的位置，然后派巡線人員以人工的方式進一步查找故障位置并清除故障。在電力市場競爭日趨白熱化的今日以及現在很多供電質量要求極高的用電設備投入使用，早期故障定位方法精度極低、效率低下，這種方法已經無法滿足現在電力系統故障定位的需求。在08年6月25日，國務院批轉發展改革委、電監會《關于加強電力系統抗災能力建設若干意見》的通知中，非常明確的鼓勵研究和推廣輸電設施故障定位等相關的技術。在新的要求和形勢下，研制出一套具有準確、快速、可靠的故障定位系統以成為電力系統部門迫在眉睫的需求，也成為了各國廣大科研工作者不斷研究的課題。

2 故障分析法在配電線路運檢管理中的應用

配電線路在電網中擔任著傳送電能的角色，是發電廠給用戶供電的唯一渠道。同時，它又是電網中發生故障最多的地方，且故障排除難道最大，所以許多國內外專家學者對配電線路故障精確定位這一難題進行了長期的研究，不僅眾多優秀的故障定位算法被提出，而且許多基于這些算法的故障定位裝置被研制出，其中很多裝置已應用到電力系統中，運行效果良好。從故障定位發展歷程來看，國內對這方面的研究工作起步晚于國外。在 1955 年的美國電氣工程師協會委員會的年度報告中指出，在 1955 年前有120 多篇有關故障定位的文獻被發表。二戰結束后，定位技術有了長足的進步，特別是隨著計算機和微電子技術在近些年的發展，更促進了故障定位技術的實用化進程。故障定位方法按照系統中使用的定位原理，信號利用的方式，分析中假設的線路模型以及被測量與測量設備的不同可以有多種不同的分類方法。其中主動式和被動式故障定位方法是按照定位中信號利用的方式不同分的；單端測量法和雙端測量法是根據定位所需的信息來源分的。根據故障定位的原理大致可分為阻抗法和行波法，其中阻抗法也稱為故障分析法。

經驗表明，配電線是具有分布參數特性的電路元件，即每微段的線路都呈現自感和對地電容，這些假設經常帶來非常大的誤差。通過對這些誤差進行適當補償或者采用單端以上的配電線路電氣參數，可靠性和精度在一定程度上可以被提高(提高的空間有限)。但是傳統的故障分析法對一些特殊線路接線結構或故障類型存在很多缺陷，如多于兩分支的線路、非金屬接地故障、多電源供電線路、線路斷路故障、非固定的線路結構，非 AC 配電線路等，其只適合線路結構比較簡單的系統。由于常用的電壓、電流互感器存在上升時間緩慢、傳變頻率不足等誤差，導致采集的暫態行波數據不夠精確等多種因素的影響，最終致使故障分析法定位誤差只能保證在2～3 千米。

故障分析法是基于工頻電氣量，它以線路集中參數模型為基礎，具有簡單、經濟、定位易于實現等優點，在早期的電力系統中被大力推廣。早期基于阻抗定位法的裝置是由功耗大、精度低的電磁式或靜態電子器件組成來實現的，或采用人工的方式從當時的簡易故障錄波器記錄下來的電壓和電流波形上讀取故障電壓、電流分量，經過大量手工計算分析求得故障距離。早期的定位方式比較落后，不僅距離計算公式繁瑣，而且結果準度差，也不可靠。隨著電力系統廣泛利用微電子技術和計算機技術，基于工頻電氣量的阻抗定位技術有了新的發展機遇?；谖C式的定位裝置不僅可以準確的記錄和存儲故障時各電氣量，還具有強大的分析計算能力?；诠ゎl量故障定位算法的微機裝置，利用微機的自動化分析計算功能，大多數功能可以用軟件來實現，硬件投入小。

3 結語

現有的自動化故障定位系統大多數基于阻抗法，在原理上受路徑參數、負荷電流、系統運行參數及過渡電阻等因素影響，故障定位精度很難保證。近些年來，已有定位算法在一些專家學者的不斷改善和新算法的不斷地加入下，使故障分析法的定位誤差不斷地縮小。對線路故障定位理論和定位裝置的設計開發已成為研究熱點，并且由于行波法相比傳統的阻抗法具有許多的優勢，所以行波定位法的研究和應用最為廣泛。

參考文獻：

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.156