線路故障指示器發(fā)展史

1、線路故障指示器發(fā)展史北京拓山電力科技有限公司配電網(wǎng)線路故障指示器的發(fā)展史，主要可以分為兩個階段，第一代就是90年代之前基于 “過流法”設(shè)計的短路故障指示器，第二代就是90年代出現(xiàn)的基于”電流突變法”。有的廠 家采用“電流跳變率法”（電路突變量與突變時間的比值），其實質(zhì)采用的也是”電流突變法” 設(shè)計的。雖然最近幾年出現(xiàn)了所謂的“二合一”故障指示器即接地短路故障指示器，但這些 產(chǎn)品的檢測技術(shù)仍然是第二代設(shè)計技術(shù)。第二代故障指示器的短路故障檢測原理在一定程度上突破了第一代產(chǎn)品采用“過流法” 的局限性，目前幾乎所有故障指示器的短路故障檢測原理都是采用”電流突變法”。這個原 理的核心就是通過檢測到輸配電

2、線路的電流出現(xiàn)一個突變增量，線路跳閘停電（電流為零） 從而判定為線路短路故障的發(fā)生，這個突變增量是一個常量或者在一定范圍內(nèi)是一個常量。 這一短路故障檢測方法雖然從一定程度上解決了過流法存在的誤報警、漏報警的局限性，但 解決得不徹底，因為不同結(jié)構(gòu)的線路、同一線路不同的運(yùn)行管理方式、不同的地理環(huán)境、甚 全不同的運(yùn)行時刻都會導(dǎo)致短路故障電流突變增量的不同，因此以一個常數(shù)化的電流突變量 作為短路故障判斷依據(jù)顯然存在局限性，不可避免會出現(xiàn)誤判或漏判。而且，第二代故障指 示器判斷線路跳閘停電的主要依據(jù)是線路電流為“零”，姑且不說故障指示器在電流信號檢 測方面的靈敏度（目前大多數(shù)第二代故障指示器的電流檢測靈

3、敏度在5A以上），僅將線路電 流為“零”作為跳閘停電的判據(jù)是不充分的，因為許多負(fù)載輕的線路即使沒有停電而當(dāng)負(fù)載 退出運(yùn)行時，線路電流卻已經(jīng)為零或很小，因此線路電流為零并不能必然得出跳閘停電的結(jié) 論，只有線路電壓為零才能作為跳閘停電的充分必要條件，因此第二代故障指示器在判斷線 路跳閘停電時采用的方法存在先天不足，無法準(zhǔn)確判斷線路跳閘停電的現(xiàn)象，因此也就無法 準(zhǔn)確判斷短路故障。另一方面，第一代和第二代故障因為需要根據(jù)不同線路或同一線路的不 同位置需要分別整定電流值或電流突變增量值，不易于規(guī)?；a(chǎn)，現(xiàn)在普遍的做法就是自 行確定一個經(jīng)驗值或者根據(jù)客戶提出的特別需求來進(jìn)行生產(chǎn)，這反過來又嚴(yán)重影響了故障

4、檢 測的可靠性。這幾年國內(nèi)出現(xiàn)了所謂的二合一故障指示器，就是在第二代短路故障指示器基礎(chǔ)上增加 了中性點(diǎn)非接地系統(tǒng)單相接地故障的檢測功能，即同時具備短路故障檢測、接地故障檢測功 能的故障指示器，這些故障指示器檢測接地故障的原理比較有代表性的有兩類，第一類以暫 態(tài)量大小為接地故障的主要依據(jù)（即暫態(tài)量法），另一類以線路電容電流信號與線路接地故障 時的電壓首半波信號相位一致作為接地故障的主要依據(jù)（即首半波法）。對于暫態(tài)量法，由于 線路負(fù)荷性質(zhì)各種各樣，各種高頻信號極容易干擾暫態(tài)量信號的檢測；對于首半波法，這個 原理基于接地故障發(fā)生在電壓峰值，這個依據(jù)是不充分的，因為大多數(shù)接地故障并不發(fā)生在 電壓峰值，

5、甚至?xí)l(fā)生在電壓過零點(diǎn)，因此首半波法無法準(zhǔn)確檢測接地故障。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電網(wǎng)改造、新網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，線路運(yùn)行 管理方式、負(fù)載、環(huán)境千變?nèi)f化，第一代、第二代故障指示器的故障檢測技術(shù)已無法適應(yīng)電 網(wǎng)的發(fā)展趨勢，顯然也越來越無法適應(yīng)用戶對供電可靠性的需求，因此一種不受線路結(jié)構(gòu)、 運(yùn)行管理方式、地理環(huán)境、負(fù)載變化、甚至運(yùn)行時刻影響的新一代故障指示器成為廣大供用 電客戶的迫切需求，這就是第三代故障指示器智能故障指示器。智能故障指示器突破了第一代和第二代故障指示器在故障檢測方面的局限性。在短路故 障檢測方面，將微機(jī)保護(hù)原理引入故障指示器的設(shè)計技術(shù)中，采用檢測電流變比率If/Io（

6、故 障電流與負(fù)荷電流的比值）突變值的方法并結(jié)合線路跳閘停電來檢測短路故障，這個變比率 突變值按照故障指示器內(nèi)置的曲線算法并根據(jù)負(fù)荷電流的大小自動動態(tài)整定，克服了”電流 突變法”采用的電流突變值靜態(tài)固定不變的缺陷，因此不受線路結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理方式、地理 環(huán)境、甚至運(yùn)行時刻的影響，從根本上克服了目前市場上基于過流法或”電流突變法”設(shè)計 原理的故障指示器存在的誤報警或漏報警的缺陷，因此短路故障檢測準(zhǔn)確可靠。相對于第二代故障指示器來講，智能故障指示器對線路跳閘停電的判斷依據(jù)也做了徹底 的改進(jìn)，將線路電壓為零作為跳閘停電的主要依據(jù)，因為線路電壓為零是線路跳閘停電的充 分必要條件，這是相對于第二代故障指示器

7、的另一個重要發(fā)明。在中性點(diǎn)非接地系統(tǒng)單相接地故障檢測方面，智能故障指示器發(fā)明了暫態(tài)量突變法。這 個方法主要是利用線路接地故障發(fā)生瞬間線路暫態(tài)量各信號頻率分量（300Hz4000Hz的信 號分量）均方根值發(fā)生突變這一特征，檢測這些信號的均方根值的突變增量，并將這個突變 增量結(jié)合線路電壓（對地電壓）下降的現(xiàn)象作為檢測接地故障的主要依據(jù)。因為接地瞬間的 突變量，不受線路存在的各高頻干擾信號以及線路勵磁涌流影響，易于可靠檢測，因此采用 這個方法克服了目前市場上以暫態(tài)量大小為判據(jù)的接地故障檢測方法的局限性，也克服了首 半波法的不準(zhǔn)確性，抗干擾能力強(qiáng)，故障檢測準(zhǔn)確可靠。智能故障指示器采用的故障檢測技術(shù)，是對目前第二代故障指示器技術(shù)質(zhì)的飛躍?？筛?據(jù)各種實際線路自動動態(tài)整定故障特征值，不受線路結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理方式、地理環(huán)境、負(fù)載 變