電力輸配電線路運行短路故障自動檢測方法研究

陳鋒 唐琳玲

摘要：經濟飛速發展離不開電力支持，同時較大的電力需求促進了經濟快速發展，可見電能的質量變得越來越重要。輸配電作為給用戶直接提供電能的環節，以串聯電容的方式補償電抗，優化輸配電線路的工作穩定性。但隨著城市化進程發展加快，越來越多的建筑、行業以及其他用戶，對于電能的需求越來越大，為了實現“覆蓋式”供電、合理調度用電，現階段的電力輸配電線路結構變得越來越復雜，包含的支路逐漸增多，產生了大量故障問題，其中短路故障最為明顯，大約有10種故障類型。此種情況下的輸配電網運行，需要利用故障檢測方法，排查短路故障問題，但目前的檢測方法對于故障類型的分析較為單一，導致檢測存在極大誤差，給實際維修工作帶來困難的同時，也耗費了寶貴的維修時間，針對這一問題研究全新的電力輸配電線路運行短路故障自動檢測方法。

關鍵詞：電力;輸配電線路;短路故障;自動檢測

1.配電線路故障自動檢測技術發展

新時期對電路故障檢測設備提出了更高的要求。為了實現配電網自動化，更準確地定位配電線路故障，有必要加強在線監測設備的合理應用，通過優化故障指標，實現對配電線路運行的全方位監測。以往的架空故障指示器和電纜故障測距裝置雖然能夠在運行過程中發現配電線路的故障問題，但其性能不是很高，無法實現電網故障問題的自動監測。目前市場上故障指標種類較多，質量不一致。另外，實際應用環境復雜多變，會導致故障指示燈短路等問題。這就要求相關企業加強對在線監測裝置自動化技術的合理應用并進一步發展。在安裝故障指示燈之前，必須按照相關標準進行電氣試驗。但是，目前中國還沒有出臺相關的檢測標準。如果采用以往的人工檢測方法進行檢測，不僅效率低下，而且可能會出現一些錯誤，影響配電線路運行的可靠性。為解決上述問題，云南省電力試驗研究院通過對國家電力行業標準的分析，從源頭上制定了地方標準。在此基礎上，實現了配電線路故障在線監測裝置的優化，加強了自動檢測技術在此過程中的有效應用。此外，在線監測裝置的自動檢測技術不僅可以保證配電線路的穩定運行，還可以實現批量產品測試，不斷提高檢測效率，并根據故障指示器中的通信協議和功能性能對相關裝置進行檢測。

2.造成電力輸配電線路運行短路故障的原因

（1）由于輸配電線路運行中的防護工作開展缺乏有效性，對科學防護的重要性認知方面存在偏差，使得外力破壞作用下的輸配電線路在實際運行中發生了短路故障，影響電能輸送效率，輸配電線路運行質量、安全性能等方面得到的科學保障有所減少。（2）在輸電線路較為密集的區域，因鳥類巢穴的存在及飛行影響線路運行安全性，會導致發生短路故障，給線路運行水平提升中帶來了制約。（3）自然災害的發生，也會影響輸配電線路運行效果，引發短路故障問題，尤其是雷雨天氣。當輸配電線路運行中受到了雷擊事故的影響，會使絕緣子發生擊穿或閃絡問題，造成線路短路故障的出現，降低配電系統運行效率，阻礙著電力建設事業的長效發展。

3.電力輸配電線路運行短路故障自動檢測方法策略

3.1測試環境準備

針對研究的檢測方法搭建實驗測試環境，選擇監測終端、智能集中器和后臺主站。選擇的監測終端適用于110kV～500kV電壓等級的輸配電線路，當輸配電線路運行正常時，可以定時上傳輸配電線路的感應電流，通過建立的故障仿真模型分析電流狀態。當發生不同類型的短路故障時，監測終端通過閃光警示功能和射頻通信功能，為智能集中器提供關鍵數據。智能集中器被安裝在電力桿塔上，接收監測終端發送的實時數據后進行轉發，上傳到主站。

3.2 AI技術的應用

在無人機輸電線路巡檢工作中，利用AI技術對無人機巡檢線路進行合理規劃，并對采集到的圖像進行識別。后臺控制服務器根據前端無人機傳感器和激光器傳輸的圖像信息進行圖像識別和分析，利用AI圖像識別系統對輸電線路圖像進行檢測，獲取到關于區域輸電線路分布的基本情況，形成較為完整的線路圖。然后計算程序根據無人機的負載能力和續航能力計算無人機一次的巡檢距離，得到一個可靠的距離范圍，再根據輸電線路圖像及分布情況作出無人機巡檢線路的初步路線規劃。

3.3加強管理、優化檢修工作

部分輸電線路會建立在環境較為惡劣的荒郊野嶺當中，當線路和自然環境接觸時間過長時，便會極易受到自然因素的影響，從而大大提升了配電網絡運行過程當中的設備壓力。為了避免設備在運行的過程中出現故障，電力企業在日常檢修維護的過程中，要細化檢查工作內容，以最快的速度找出故障的產生位置，采取預防措施在事故多發區域當中。目前，一旦線路在運行的過程中出現設備異常問題，相關技術人員便會采用定位技術進行故障探查，同時自動化配網應用水平也在不斷提升，從而有效提升我國輸電線路故障問題的排查速度。

3.4定期維護輸配電線路

制定嚴格的管理考核制度約束工作人員，要求工作人員定期保養設備，做好維護工作，及時排查解決輸配電線路中存在的隱患，如果無法當場解決，則須按照事故應急預案處理，消除隱患。輸配電設備的運維工作，一般以檢修為主，對其維修，盡量減少設備維修次數，保證設備穩定運行。如果無法維修，則需借助先進的檢測手段，提高工作效率和質量。針對雷擊高發區，采取有效的電壓保護措施，完善電壓線路的巡查制度，能夠保證線路安全運行。

3.5控制自然災害的維護措施

運維管理部門需要及時獲取豐富的氣象信息并充分利用，及時開展運行維護及管理工作，為線路安全運行提供專業支持。與此同時，應充分發揮高素質檢修維護隊伍的專業優勢，盡量避開雷電多發區、樹木較多的區域等，從而為輸配電線路的穩定運行打下基礎。

結束語

創新檢測方法，利用新的仿真模型細化了不同類型的短路故障，為特征提取工作提供了可靠的前提條件。但綜合整體設計來看，新的檢測方法計算步驟和涉及的參數較多、設計方法較為復雜，在實際工作過程中增加了難度，今后可以簡化部分計算步驟，或優化仿真模型，減少由于計算可能帶來的問題。

參考文獻

[1]劉強.淺析電力系統中配電線路檢修技術[J].中國新通信，2020，22（15）：221.