配電線路在線故障識別與診斷方法分析

騰格爾

摘要：隨著智能電網(wǎng)以及配電自動化的建設發(fā)展，配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用逐漸增多，該系統(tǒng)通過獲取準確的配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)來確保配電線路的運行安全，為解決配電線路故障問題提供幫助。本文將從配電線路在線故障識別出發(fā)，分析配電線路故障問題的識別特點，并探究配電線路在線故障的診斷方法，以此為配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供一些建議。

關(guān)鍵詞：配電線路;在線故障識別;診斷方法

引言：配電網(wǎng)因結(jié)構(gòu)復雜、運行環(huán)境多變等原因，導致故障問題時有發(fā)生，特別是中低壓配電網(wǎng)故障問題最為頻繁，雖然電力系統(tǒng)允許故障發(fā)生后繼續(xù)運行一段時間，但長時間帶故障運行，依然會為系統(tǒng)安全帶來威脅，必須及時、準確判斷出故障問題。

1配電線路在線故障識別

1.1單相接地故障

我國中低壓配電線路的中性點通常使用小電流接地方式運行，之所以采取此種運行方式，是因為單相接地故障發(fā)生后，接地電路微弱，線路電壓仍然能夠維持運行，使電力系統(tǒng)繼續(xù)運行1至2個小時。在此時間內(nèi)必須要找出故障線路，消除故障問題，保障線路絕緣的安全[1]。

1.2高阻故障

高阻故障是短路故障的一種，主要是配電線路在受到不良因素干擾后，線路接觸到高阻抗的地面、建筑或干擾物等，從而發(fā)生短路故障。特別是架空配電線路在較為復雜的大環(huán)境下，很容易因為接觸或纏繞導致其接觸高阻抗干擾物，從而帶來高阻故障。

1.3間歇性故障

間歇性故障的產(chǎn)生是配電線路運行過程中出現(xiàn)間歇性放電問題所導致的，這類問題具有隨機性、不確定性的特點，間歇性故障問題可能導致幾秒隔斷，也可能導致長時間達幾天的隔斷，這將對配電線路的運行造成嚴重損害。

2配電線路在線故障診斷方法

2.1遙感測試法

遙感測試法是通過絕緣遙感裝置或是通過萬用表的數(shù)據(jù)進行測量分析的一種故障診斷方法，根據(jù)配電線路的絕緣電阻的設定標準來分析故障位置和故障類型。在線識別系統(tǒng)對故障問題發(fā)生點位或區(qū)段進行分析，可以在多個分支位置識別電路電阻狀況，提高故障診斷的準確定，并使用絕緣遙感檢測分析過程中的無向電阻，確定故障發(fā)生位置是否存在檢測區(qū)段，如果故障點在電阻的有效部分范圍內(nèi)，則故障診斷將縮減檢測的距離控制范圍，不斷提高精準度，最終識別出故障點位，而且配合電力系統(tǒng)可以迅速控制故障影響范圍，降低故障影響。不過安裝絕緣遙感裝置或是萬用表需要較大的投入，根據(jù)配電線路故障診斷的實際情況來看，也可以采用重點定位的方式來主動定位容易出現(xiàn)故障問題的位置，借助系統(tǒng)信號反饋的具體情況，識別配電線路故障定位內(nèi)的狀況。一般情況下由在線故障診斷系統(tǒng)收集故障分析，并反饋給管理人員，借助數(shù)據(jù)測試分析的結(jié)果與管理人員的檢修經(jīng)驗，大幅提高配電線路故障問題診斷的準確性。

2.2暫態(tài)能量法

配電線路在發(fā)生故障時多項指標都會出現(xiàn)變大，比如電壓、電流、諧波、頻率偏移、波形畸變等情況，在配電線路在線故障識別與診斷中需要對某個或多個特定的指標進行評估，以此來診斷配電線路狀態(tài)。傳統(tǒng)故障監(jiān)測多收集配電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)信息，而在配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)投入使用后，配電系統(tǒng)暫態(tài)數(shù)據(jù)信息的采集難度大幅降低，而且暫態(tài)量本身就比穩(wěn)態(tài)量具有更多的故障信息，基于暫態(tài)能量變化分析的診斷方法由此而生。該方法是通過先進的數(shù)據(jù)采集方法，將采集與分析過程中合二為一，利用重構(gòu)算法在采集數(shù)據(jù)收集過程中便能夠進行故障信號診斷，而且該方法在故障信號收集時可以消除噪聲帶來的影響，進一步提高故障診斷的準確性。暫態(tài)診斷方法較為先進的信號處理方式為壓縮感知，將信號采集與恢復信號兩個部分進行組合，在配電線路識別與診斷的表現(xiàn)中就是故障在診斷后，系統(tǒng)在重構(gòu)算法下迅速發(fā)出恢復正常信號的指令，使得暫態(tài)量內(nèi)獲取的故障信號將具有極高準確性，保障診斷的有效性[2]。

2.3行波定位法

行波定位法的原理是利用配電線路故障點所產(chǎn)生的電壓行波到測試點往復一次的時間差值，以此計算出故障點距離。此方法的原理是利用配電線路導體連接段與線路出現(xiàn)故障處的阻抗存在不相等狀況，在行波反射作用下診斷并定位故障在配電線路某處發(fā)生故障后，故障點的電壓和電流會發(fā)生突變，形成暫態(tài)行波，并在故障點與電纜之間不斷反射。較為常見的單端行波法是由安裝在測量位置的行波采集裝置接收到暫態(tài)行波后，便會通過網(wǎng)絡對該行波信號進行模擬，分析出行波波形，將此波形與正常狀態(tài)配電線路的行波波形進行比對來識別故障。根據(jù)故障點行波反射幅度衰減狀況，從反射的時間差值計算出行波在故障點與測量位置往返一次的時間，再計算出波形傳播時間和行波速度，從而得到配電線路故障點到測量位置的距離，進而確定故障點位。而根據(jù)測量端記錄行波浪涌可以判斷故障類型，比如單相瞬時接地故障表現(xiàn)的測量結(jié)果為單次高幅，而永久性接地故障行波浪涌呈現(xiàn)階段性衰減特征。另外，在配電線路發(fā)生某些故障時，線路的斷路器重合閘會出現(xiàn)跳閘，分離瞬間也會產(chǎn)生暫態(tài)行波，與單端行波法不同的是，這種行波源并不是故障點，而是斷路器，雖然能夠通過行波傳播反射定位故障點，但無法確定故障類型，因此較為少用。

結(jié)論：配電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的運用為在線故障識別和診斷提供了巨大的幫助，在實際故障在線識別與診斷過程中需要特定的設備或方法搭配使用才能取得良好的識別診斷效果，通過分析多種故障因素以及多種故障診斷方法，證明了配電線路在線故障識別與診斷具有較大的發(fā)展優(yōu)勢，提高了配電線路故障處理效率。

參考文獻：

[1]姚虹陽.配電線路在線故障識別與診斷方法研究[J].科技風，2020（04）：186.

[2]張衛(wèi)東，李德兵，高盛，等.配電線路在線故障診斷系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].電子制作，2018（14）：68-69+67.