供電企業故障測距和過負荷能力問題研究

周愛明（大秦鐵路股份有限公司太原供電段，山西太原 030013）

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供電企業故障測距和過負荷能力問題研究

周愛明
（大秦鐵路股份有限公司太原供電段，山西太原 030013）

【摘要】電力電纜獲得越來越廣泛的應用，但電力電纜故障測距仍然缺少有效的方法，為此，對現有電纜故障測距方法的原理和方法進行研究和比較，側重比較了行波測距法與阻抗測距法的優缺點，最后得出結論：在電力電纜故障測距中，行波測距法優于阻抗測距法，并對行波法今后發展的方向提出一些設想。

【關鍵詞】電力電纜 故障測距 過負荷能力

供電企業故障測距和過負荷能力問題的研究，對于供電企業發展來說，有著十分重要的影響。在對該問題研究過程中，本文主要以大秦股份有限公司太原供電段關于故障測距及過負荷能力問題展開了相關探究，具體內容如下：

1 故障測距問題

目前來看，大秦股份有限公司太原供電段在進行故障測距過程中，涉及到的測距方法主要有行波法和阻抗法兩種。

（1） 行波測距法：行波故障測距方法在應用過程中，可以從上個世紀50年代的發展情況對這一問題進行追溯，在進行故障測距時，通過對電壓和電流行波在電路線路上的傳播速度，對故障進行分析。一般來說，行波故障測距法主要是對測量點到故障點往返一次的時間進行測量，從而對故障距離進行測定。在利用行波測距法過程中，對行波信號獲得上，又存在一定的不同。國外在對該問題研究時，利用電壓行波信號方法。但是該信號在獲得時較為不易，限制了這種方法的應用。大秦股份有限公司太原供電段采取了電流行波信號的測距方法，該方法在應用過程中，具有較好的效果，能夠對故障距離進行有效測量，更好地對問題進行解決。

（2） 阻抗測距法：阻抗測距法在應用過程中，主要針對于故障電流、電壓的函數進行分析，利用線路單距或是雙距電壓，能夠對故障方位進行有效推導，從而對故障進行定位。一般來說，現階段阻抗測距法在應用于故障測距過程中，主要有以下兩種方法：一是根據電弧呈現出的電阻性，利用分參數線路理論對沿線路各點的電壓和電流進行有效計算，利用故障定位方程，對電流信息進行計算，確定故障信息；二是利用線路的長線方程，對兩端故障點進行計算，之后對故障時沿線電壓的分布規律進行有效把握，這樣一來，對故障點位置就可以進行有效確定。

（3） 其他方法：除上述行波測距法和阻抗測距法之外，國外還有學者提出利用分布式光纖溫度傳感器監測電纜沿線的溫度變化情況來進行故障定位的方法。根據專家對電纜發展趨勢的預測，未來所有的電纜都可能配備適當的光纖系統，該光纖系統或者包含在電纜內部或者緊緊環繞電纜。因此利用光纖溫度傳感器來實現電纜故障測距的方法前景光明。關于在線和離線測距的問題。目前大部分電纜故障測距方法主要為離線進行，但在線故障測距方法也已出現，其出發點是將環形線路開路或在線路末端設置開路點，利用故障時產生的浪涌電壓或電流在開路點發生正的或負的全反射，通過設于開路點附近的傳感器得到脈沖信號，然后測出其脈沖間隔時間實現測距。在線測距在實際應用中并未得到推廣，其原因在于電纜線路在檢修與維護方面的特殊性，而且在線方法相對于離線方法并無明顯優勢。在電纜故障測距方法上，離線與在線測距方法將會長期并存，但從長遠來看，在線測距才是未來的發展方向。

2 過負荷能力問題

在進行過負荷能力問題分析過程中，大秦股份有限公司太原供電段通常從以下幾個方面對這一問題進行分析：

（1） 過負荷跳閘的判斷：在進行過負荷問題處置過程中，過負荷跳閘問題是一個常見問題，對這一問題的有效解決，對于保證整體供電穩定性來說，具有十分重要的影響。在運行過程中，由于一部分過負荷會造成接觸網停電，導致負荷跳閘。為了避免這一問題，需要立即進行閉合跳閘操作，保證斷路器能夠恢復正常工作。同時，在過負荷跳閘操作過程中，還存在一行接觸網停電的跳閘，在對這一問題處理工程中，需要從斷路器動作特征進行判斷，并對負荷與高阻接地或是斷續接地情況進行分析，并對故障進行有效解決。

（2） 其他因素引起的過負荷能力問題：對供電情況進行有效了解，對供電高峰期情況進行把握，并加強對過負荷線路進行有效地監控，一旦出現過負荷問題，應立即予以處理。同時，在雷雨天氣情況下，出現的雷擊跳閘情況，也是引起過負荷現象存在的主要原因。這樣一來，在對實際問題解決過程中，要注重加強防雷，對接觸網進行實時巡視。除此之外，在面對大風天氣過程中，由于大風容易造成斷續接地跳閘的情況，需要對過負荷能力故障問題進行有效排查，并對過負荷能力故障進行有效地記錄，保證日后在對同一故障處理和分析時，提供有效的依據。

（3） 變壓器的事故過負荷能力：電力系統中發生事故時，由于系統中的負荷重新分配，將有可能出現部分變壓器的負荷嚴重超過額定值或過負荷持續較長時間的情況。這時，為了向電力用戶輸送不間斷的電力，變壓器的絕緣壽命可能會有一個不長時間的加速損耗，但只要不導致變壓器的故障，這種“加速損耗”是值得的。變壓器的事故過負荷會犧牲絕緣的部分“正常壽命”，不能作為變壓器的正常過負荷能力。

3 結語

在日本、美國等一些發達國家，電纜線路故障測距是一個很重要的研究領域，但是，在國內，與架空線路相比，電纜故障測距的重視程度和投入力度都遠遠不夠，這與電纜線路在城市供電中的重要地位是不相稱的。本文不僅僅限于對電纜故障測距方法的研究，還希望國內各供電企業和研究人員對電纜故障測距這個研究領域有足夠的重視，開闊視野，拓寬思路。在電力電纜的故障測距中，行波測距法確實優越阻抗測距法，相信隨著在線故障測距的開發利用，對電力電纜中行波產生與傳播特性研究的深入，行波測距法越來越顯示其優越性和應用前景。

參考文獻：

［1］楊光源，李興源，馮明，李寬.換流變壓器過負荷能力計算方法研究［J］.變壓器，2015，03：16-20.

［2］周道軍.發電機保護與定子過負荷能力配合分析［J］.電工電氣，2015，10：24-28.