10千伏配電線路高壓電力電纜故障檢測(cè)方法研究

崔林寧 鄭凱博

摘 要：在10千伏配電線路高壓電力電纜實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中，總是會(huì)由于各種因素的影響產(chǎn)生一系列故障。為了使得人們的日常生產(chǎn)生活用電得到保障，本文結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況提出了一種基于行波故障測(cè)距原理的高精度、快速線路故障在線檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：高壓;電力電纜;配電線路故障;在線檢測(cè)方法

高壓電力電纜配電線路在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中由于不得不長(zhǎng)期在一些惡劣的環(huán)境下使用，比如高端高寒地區(qū)、極端天氣以及地質(zhì)災(zāi)害等。在應(yīng)用中發(fā)生故障的概率相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高。一旦配電線路發(fā)生故障將會(huì)對(duì)人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活用電造成極大的影響，因此快速找到高壓電力電纜配電線路產(chǎn)生故障的地點(diǎn)對(duì)于人們的電力正常供應(yīng)有著非常重要的意義。本文對(duì)高壓電力電纜配電線路故障在線監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了分析。

1配電線路故障在線檢測(cè)方法

1.1基于行波故障位置檢測(cè)

如果行波速度已知，那么相應(yīng)的故障在線監(jiān)測(cè)可以采用以下的方法進(jìn)行：假設(shè)故障處行波的速度為r。為了確定故障點(diǎn)的具體位置可以應(yīng)用故障初始行波到配電線路端點(diǎn)時(shí)間運(yùn)行故障發(fā)生位置。其實(shí)際運(yùn)算原理如下所示：

假設(shè)某處高壓電力電纜配電線路的實(shí)際長(zhǎng)度為L(zhǎng)，故障發(fā)生的實(shí)際位置距離配電線路兩端P和Q的距離分別為p和L-p，初始故障行波到配電線路兩端點(diǎn)的時(shí)間分別為s和 s'，那么最終可得：

這種方法由于在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中所表現(xiàn)出來(lái)的一系列特點(diǎn)，非常適合配電線路接地或者是非接地的故障。這種方法在實(shí)際應(yīng)用中，最重要的前提就是行波速度r處于已知的狀態(tài)當(dāng)中。然而，高壓電力電纜配電線路在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中，相應(yīng)的行波速度會(huì)受到各種內(nèi)部或者是外界因素的影響。因此，不同的高壓電力電纜配電線路故障及相應(yīng)的行波速度r并不相同，如果單純的將光速作為行波速度將會(huì)導(dǎo)致故障在線監(jiān)測(cè)出現(xiàn)極大的誤差。

如果在行波速度未知的情況下，相應(yīng)的故障在線監(jiān)測(cè)方法可以根據(jù)線模和零模分量到P點(diǎn)和Q點(diǎn)的時(shí)間進(jìn)行故障的在線檢測(cè)工作，通過(guò)這種方法的合理使用，可以極大的降低行波對(duì)故障檢測(cè)造成的影響。假設(shè)線模和零模的行波速度分別為r1 和r0，有以下的關(guān)系式：

聯(lián)立2～4最終得到：

如果高壓電力電纜配電線路由于各種因素的影響產(chǎn)生非接地故障的時(shí)候，由于并不存在零模分量，因此也不存在s1 和s'1 ，因此公式6在應(yīng)用的時(shí)候僅僅可以被用來(lái)測(cè)量接地故障。高壓電力電纜配電線路在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，彼此之間的間隔相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，相應(yīng)的配電線路故障類型常常為單相接地故障，因此這種方法擁有很高的應(yīng)用價(jià)值。

1.2故障位置處電阻值檢測(cè)

將1.1節(jié)監(jiān)測(cè)到的高壓電力電纜配電線路故障發(fā)生位置處的配電線路兩端用P和Q來(lái)進(jìn)行表示，并且為了方便監(jiān)測(cè)工作的進(jìn)行在P端投入一個(gè)容量大小合適的電容。

通過(guò)這樣的方式可以更加準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)到線路發(fā)生故障的詳細(xì)信息。

2實(shí)驗(yàn)分析

為了驗(yàn)證本文所提出方法的高效性，一段長(zhǎng)度為3300千米的高壓電力電纜配電線路作為實(shí)例進(jìn)行相應(yīng)的故障在線檢測(cè)工作。為了使得檢測(cè)結(jié)果擁有一定的對(duì)比性，將本文所提出的方法和基于VMD和TEO的高壓電力電纜配電線路故障在線檢測(cè)方法的最終檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行全方位的對(duì)比后，結(jié)果分別如表1和表2所示。

通過(guò)這兩個(gè)表格的內(nèi)容不難發(fā)現(xiàn)本文所提出的方法可以更加精確的檢測(cè)出高壓電力電纜配電線路故障發(fā)生的具體位置，并且擁有很高的故障檢測(cè)精度。在實(shí)際故障檢測(cè)工作中，有著較高的應(yīng)用價(jià)值。

在相關(guān)工作人員對(duì)高壓電力電纜配電線路的故障進(jìn)行在線檢測(cè)的時(shí)候，由于各種因素的影響很可能會(huì)發(fā)生一些錯(cuò)誤的故障檢測(cè)以及遺漏故障檢測(cè)。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)之后，發(fā)現(xiàn)本門所采用的方法相應(yīng)的錯(cuò)誤故障檢測(cè)率始終比較低，其變化范圍處于3.55%～6.12%，結(jié)果表明本文所提出的方法故障檢測(cè)率低，可以更加準(zhǔn)確的分辨出故障線路和非線路故障。平均遺漏故障檢測(cè)率為2.41%，說(shuō)明通過(guò)本文所提出的方法可以更加精確的監(jiān)測(cè)高壓電力電纜配電線路所發(fā)生的故障，使得配電線路的供電可靠性得到有效的保障。

3結(jié)束語(yǔ)

高壓電力電纜配電線路在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中擁有很多優(yōu)勢(shì)，在配電系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。本文所提出的故障測(cè)距方法擁有較高的實(shí)用性，可以更加精確的判斷故障發(fā)生的位置。

參考文獻(xiàn)：

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