配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法探討

配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法探討

Summary：隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)于電力能源的需求越發(fā)增大，配電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性提升成為了當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行的重中之重。在配電線路的運(yùn)行過程中，如果無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電線路存在的故障和問題，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，甚至?xí)斐扇嗣袢罕姷纳?cái)產(chǎn)安全受到威脅。基于此，本文深入探究配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法，希望能夠進(jìn)一步促進(jìn)配電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高配電系統(tǒng)和配電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。Keys：配電線路；在線故障；識(shí)別；診斷在配電線路的運(yùn)行和管理過程中要始終堅(jiān)持以人為本的核心理念，時(shí)刻關(guān)注人的生命安全。為了促進(jìn)配電線路的穩(wěn)定運(yùn)行，提高配電線路的整體質(zhì)量，需要對(duì)配電線路的在線故障進(jìn)行科學(xué)合理的識(shí)別與處理。近年來，我國(guó)高度重視供電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行，并投入了大量的資金和技術(shù)，提升配電網(wǎng)施工整體質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)電力領(lǐng)域飛速發(fā)展，因此本文針對(duì)配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法進(jìn)行探討有重要的意義和價(jià)值。1.配電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)一步促進(jìn)配電網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行需要對(duì)電網(wǎng)配電線路進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)識(shí)別故障并作出診斷。在配電線路的運(yùn)行過程中，通過在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，主要依靠當(dāng)前飛速發(fā)展的通信傳輸?shù)确绞?，?shí)現(xiàn)對(duì)線路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，如在桿塔傾斜、線路防盜報(bào)警以及配電線路遠(yuǎn)程視頻等方面，及時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)和信息上傳至配電線路監(jiān)控中心，以確保線路安全運(yùn)行。依靠配電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，不僅僅能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電線路運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的各類故障和問題，同樣也能實(shí)現(xiàn)問題反饋和故障診斷，促進(jìn)問題和故障的解決效率提升，最大程度上避免了因?yàn)榕潆娋€路存在故障而導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響，有效提高電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，更好的為人民群眾的生產(chǎn)和生活提供充足的電力能源。2.配電線路在線故障的類型2.1配電線路的高阻故障配電線路運(yùn)行過程中出現(xiàn)高阻故障大多是因?yàn)榫€路的運(yùn)行過程中受到相關(guān)因素的影響和制約，導(dǎo)致線路突然發(fā)生斷裂的情況，也進(jìn)而使得配電線路直接與地面發(fā)生了接觸或與現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域周邊的其他事物產(chǎn)生接觸，并出現(xiàn)了高阻故障。高阻故障大多發(fā)生于配電線路為架空線路的區(qū)域，當(dāng)線路出現(xiàn)斷裂的情況時(shí)與地面的高阻抗之間產(chǎn)生接觸。例如，有些架空線路周邊存在建筑或配電架空線路附近存在樹木，而在線路表面造成短路；如果在配電線路運(yùn)行區(qū)域附近存在碎石或?yàn)r青等表面的物體，再加上區(qū)域內(nèi)存在閃電或雷擊等不良天氣，則極易引發(fā)配電線路的高阻故障。當(dāng)出現(xiàn)高阻故障時(shí)，線路運(yùn)行中的電流水平相較于其他類型的故障會(huì)偏低，因此在常規(guī)的過電流保護(hù)措施檢測(cè)方法中無法及時(shí)識(shí)別和查找高阻故障的發(fā)生區(qū)域，這也使得在配電線路的運(yùn)行過程中，如果發(fā)生高阻故障則會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。不容忽視的是，高阻故障的發(fā)生同樣也會(huì)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)人身觸電或電火花火災(zāi)等嚴(yán)重的后果，影響人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了進(jìn)一步做好高阻故障的識(shí)別，可以直接在配電線路中安裝在線識(shí)別設(shè)施和裝置，一旦線路運(yùn)行出現(xiàn)高阻故障，會(huì)導(dǎo)致線路中的運(yùn)行電流降低，而通過在線識(shí)別能夠有效發(fā)現(xiàn)高阻故障，并進(jìn)一步探究故障發(fā)生的實(shí)際原因，及時(shí)反饋給檢修中心，讓技術(shù)人員能夠通過在線識(shí)別裝置進(jìn)行有針對(duì)性的檢修，促進(jìn)配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。2.2配電線路的間歇性故障配電系統(tǒng)中出現(xiàn)間歇性故障，大多是因?yàn)榫€路產(chǎn)生的間歇性放電，與此同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一定弧光現(xiàn)象，因?yàn)榕潆娤到y(tǒng)間歇性故障能瞬間觸發(fā)，并且能夠體現(xiàn)出重復(fù)性的特點(diǎn)，有時(shí)配電系統(tǒng)的間歇性故障之間的間隔時(shí)間會(huì)蔓延到幾秒或幾天，再加上間歇性故障所體現(xiàn)出的隨意性特點(diǎn)，如果無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)中所存在的間歇性故障，并探究故障發(fā)生的原因，對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)維護(hù)和處理，將會(huì)影響整個(gè)配電系統(tǒng)和配電網(wǎng)絡(luò)的順利運(yùn)行，同樣也會(huì)造成安全隱患等多方面問題，給人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。在進(jìn)行配電線路間歇性故障識(shí)別的過程中，可以根據(jù)配電線路不同程度的電壓和電流進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的識(shí)別和探查。如果線路出現(xiàn)短時(shí)間放電行為，或呈現(xiàn)出瞬時(shí)重復(fù)等多方面特點(diǎn)，可以將其判斷為配電線路出現(xiàn)了間歇性故障。排查間歇性故障需要對(duì)癥下藥、細(xì)心探查，如果在故障檢查的過程中發(fā)現(xiàn)配電線路存在其他方面的問題，也要時(shí)刻保持鎮(zhèn)定心理，及時(shí)對(duì)配電線路進(jìn)行科學(xué)合理的檢查和適當(dāng)?shù)木S護(hù)。因此，為了有效避免配電系統(tǒng)的間歇性故障問題，可以定期定時(shí)對(duì)配電線路進(jìn)行排查，確保配電線路運(yùn)行過程中的安全和穩(wěn)定。配電系統(tǒng)和配電線路的間歇性故障相比于其他類型的故障而言，能夠更加準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)在線識(shí)別，處理效率較高。2.3配電系統(tǒng)的單相接地故障在配電系統(tǒng)和配電線路運(yùn)行過程中，極其容易發(fā)生單相接地類型的故障，同樣這一類型的故障也是整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)查找最為復(fù)雜困難的故障類型。此類故障發(fā)生幾率較高，排查難度和處理難度較大，不僅僅需要對(duì)配電系統(tǒng)和配電網(wǎng)絡(luò)的暫態(tài)過程進(jìn)行全面的分析和處理，也要對(duì)各類信號(hào)和故障信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的排除。因?yàn)闀簯B(tài)信號(hào)中能夠含有較多的故障信息，并且單相接地故障中，暫態(tài)過程不會(huì)受到線路接地方式的影響，因此在處理和應(yīng)對(duì)識(shí)別單相接地故障的過程中需要更加準(zhǔn)確合理的處理好電容和電流的暫態(tài)分量，確保電網(wǎng)能夠有序運(yùn)行。如果配電線路出現(xiàn)單相接地故障，則主要會(huì)發(fā)生以下多種現(xiàn)象，一是出現(xiàn)信號(hào)警鈴聲響，有些配電線路中會(huì)配置線路光字牌，如果光字牌亮起則象征著某處某段母線接地或線圈出現(xiàn)單相接地故障；二是電壓表指示異常，如果出現(xiàn)單相接地故障，則兩相電壓會(huì)升高，無法保證電壓的穩(wěn)定性，電壓不停擺動(dòng)則為間歇性接地故障；三是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈，接地系統(tǒng)，如果裝備電壓表可以再發(fā)生單相接地故障時(shí)觀察到警報(bào)燈亮起；四是當(dāng)發(fā)生弧光接地現(xiàn)象時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的過電壓，同樣也會(huì)造成高壓保險(xiǎn)熔斷等現(xiàn)象，甚至?xí)龤щ妷夯ジ衅鳎绻霈F(xiàn)此類現(xiàn)象，相關(guān)工作人員可以對(duì)單相接地故障進(jìn)行更加準(zhǔn)確的識(shí)別與處理。3.配電線路在線故障診斷的方法3.1檢測(cè)定位方法在配電線路在線故障診斷過程中應(yīng)用監(jiān)測(cè)定位方法，主要是在配電線路的主要分支點(diǎn)處以及線路經(jīng)常發(fā)生相關(guān)故障的具體區(qū)域，安裝線路故障識(shí)別探測(cè)器，通過探測(cè)器有效實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路運(yùn)行過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同樣也可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和連續(xù)電力的情況，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，促進(jìn)后期配電線路故障排查和處理的工作效率提升。通過監(jiān)測(cè)定位方法，能夠有效探查和檢測(cè)配電線路運(yùn)行中的相關(guān)參數(shù)，如果參數(shù)因?yàn)榕潆娋€路出現(xiàn)故障而產(chǎn)生變化，則能夠更加清晰準(zhǔn)確的判斷故障發(fā)生的區(qū)域。但值得注意的是，運(yùn)用監(jiān)測(cè)定位方式需要在配電線路中安裝探測(cè)器，需要投入大量的技術(shù)能力和成本，對(duì)探測(cè)器的運(yùn)行維護(hù)工作相對(duì)繁重。3.2被動(dòng)式定位方法在配電線路在線故障診斷過程中，應(yīng)用被動(dòng)式定位方式可以通過區(qū)段性查找法、阻抗法和行波法三種形式進(jìn)行故障的定位與查找。運(yùn)用被動(dòng)定位方法能夠在配電線路出現(xiàn)故障時(shí)，更加快速及時(shí)的確定故障發(fā)生點(diǎn)，探究和查擺出故障發(fā)生的原因。相關(guān)技術(shù)人員在運(yùn)用區(qū)段查找法時(shí)，大多會(huì)根據(jù)配電線路的具體運(yùn)行情況進(jìn)行區(qū)域定位，而故障點(diǎn)也會(huì)在區(qū)站定位中被被動(dòng)的查找出來。通過這樣的方式，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)更快的查找出配電線路的故障發(fā)生點(diǎn)。與此同時(shí)，電網(wǎng)的運(yùn)行在線故障查找和識(shí)別系統(tǒng)，也能夠通過對(duì)配電線路相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)的科學(xué)分析與自動(dòng)化識(shí)別，有效縮小故障查找范圍，將故障點(diǎn)鎖定在較小的區(qū)間之內(nèi)，提高被動(dòng)式定位方法對(duì)配電線路故障的識(shí)別效率。在運(yùn)用阻抗法時(shí)，能夠有效降低配電線路故障識(shí)別和診斷的成本，但是在實(shí)際的故障查找和定位的實(shí)踐過程中，阻抗法的形式受到相關(guān)因素的制約較多，大多屬于線路負(fù)荷、電源等多方面因素，只有當(dāng)此類因素都能夠被滿足時(shí)，才能更好的運(yùn)用阻抗法進(jìn)行故障識(shí)別。在運(yùn)用行波法進(jìn)行故障識(shí)別時(shí)，能夠有效提升故障識(shí)別精準(zhǔn)度，但是此類方法的耗費(fèi)時(shí)間較多，無法在緊急故障狀態(tài)下對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別和處理。因此當(dāng)配電線路出現(xiàn)故障和問題時(shí)，應(yīng)用被動(dòng)式定位方法需要根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)合理的選擇具體的定位方式以提高配電線路在線故障識(shí)別與診斷的效率。3.3主動(dòng)式定位方法運(yùn)用主動(dòng)式定位方式排查配電線路故障，并對(duì)故障進(jìn)行診斷時(shí)大體可以運(yùn)用三種方式，分別為S注入法、中性點(diǎn)脈寬注入法、交直流綜合注入法。三種方式各有利弊，特別是在電力相關(guān)領(lǐng)域工作人員的探索和實(shí)踐工作中，運(yùn)用主動(dòng)式定位方式能夠更快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路故障點(diǎn)的排查和定位。S注入法主要通過信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路故障點(diǎn)進(jìn)行定位和識(shí)別，因此S注入法方式能夠有效提升故障定位的精準(zhǔn)度。但是值得注意的是，在應(yīng)用S注入法的過程中，需要明確此類方法無法實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路的相關(guān)故障在線定位，雖然能夠有效提升故障識(shí)別方面的工作效率，但是在在線識(shí)別方面始終有所欠缺。中性點(diǎn)脈寬注入法的操作方式會(huì)受到周邊環(huán)境的影響較少，這種操作方式安全性能更好，可靠性更高，精準(zhǔn)度更高，能夠有效實(shí)現(xiàn)配電線路故障識(shí)別和監(jiān)測(cè)的高標(biāo)準(zhǔn)和高水平。交直流綜合注入法與其他主動(dòng)式定位方法相比存在較為明顯的不足，主要體現(xiàn)為交直流綜合注入法在進(jìn)行故障識(shí)別的過程中所需要的時(shí)間更長(zhǎng)，工作效率相對(duì)較低，無法實(shí)現(xiàn)更加快速的故障識(shí)別與診斷，但是如果S注入法和中性點(diǎn)脈寬注入法都無法應(yīng)用時(shí)，可以采取交直流綜合注入法進(jìn)行故障的識(shí)別與診斷。3.4智能定位方法智能定位法在應(yīng)用過程中，主要通過配電線路在線故障識(shí)別故障點(diǎn)相關(guān)投訴信息進(jìn)行科學(xué)推理，并進(jìn)一步確定故障點(diǎn)的定位。智能定位方式主要通過SVM方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，對(duì)配電線路故障發(fā)生的具體區(qū)域進(jìn)行科學(xué)合理的確定。但是值得注意的是，運(yùn)用智能定位方式時(shí)，需要用于線性可分的數(shù)據(jù)類型，無法對(duì)其他類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和定位，需要進(jìn)一步提高配電線路在線故障識(shí)別的有效性。3.5信號(hào)源診斷方法信號(hào)源診斷方法對(duì)配電線路在線故障進(jìn)行診斷的應(yīng)用過程中主要通過信號(hào)源柜和故障指示燈進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，當(dāng)相關(guān)配電線路出現(xiàn)故障和問題時(shí)，線路中所安置好的指示燈能夠及時(shí)檢測(cè)差異較大的電流，如果在多次檢測(cè)之后都顯露出特定的電流變化，則可以根據(jù)此類差異對(duì)配電線路存在的故障進(jìn)行科學(xué)合理的識(shí)別，并將相關(guān)判斷結(jié)果和分析結(jié)果發(fā)送給信號(hào)源柜并及時(shí)進(jìn)行處理和故障診斷。4.配電線路在線故障的診斷系統(tǒng)的探究4.1配電線路HHT方法故障診斷系統(tǒng)在應(yīng)用HHT法的配電線路故障診斷系統(tǒng)中，第一步需要進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，在此過程中，主要通過測(cè)量、取用與配電線路相關(guān)故障密切聯(lián)系的狀態(tài)信號(hào)，而狀態(tài)信號(hào)同樣也能如實(shí)反映配電線路故障的相關(guān)情況。因此在進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)的工作中，需要做好動(dòng)態(tài)信號(hào)的測(cè)取，對(duì)于狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的采集，經(jīng)過此類流程之后才能獲得配電線路故障診斷精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，幫助工作人員更好的處理線路故障。第二步在于特征抽取，在此過程中主要將狀態(tài)信號(hào)所反饋的相關(guān)數(shù)據(jù)信息和初始狀態(tài)的相關(guān)信號(hào)進(jìn)行全面的分析與處理，讓其始終處于待檢模式，并對(duì)狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，工作人員可以依據(jù)配電線路的相關(guān)故障和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)搭建故障檔案庫(kù)讓狀態(tài)信號(hào)，待檢模式與相關(guān)基準(zhǔn)模式能夠進(jìn)行有效的對(duì)比和判斷，進(jìn)一步提高配電線路在線故障診斷系統(tǒng)運(yùn)行的工作效率，幫助工作人員更加清晰準(zhǔn)確的判斷配電線路和相關(guān)設(shè)備是否運(yùn)行正常。最后要對(duì)決策進(jìn)行預(yù)報(bào)，通過在線故障診斷系統(tǒng)查明相關(guān)故障情況，并及時(shí)分析出故障產(chǎn)生的原因和主要經(jīng)過，進(jìn)一步預(yù)測(cè)未來配電線路故障的發(fā)展趨勢(shì)。4.2配電線路在線故障的診斷系統(tǒng)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，配電網(wǎng)與人們的日常生活密切相關(guān)，如果配電系統(tǒng)和配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，將影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的日常生活開展。配電線路的在線故障診斷系統(tǒng)方式需要做好三方面工作。首先，要執(zhí)行故障檢測(cè)。在配電網(wǎng)的運(yùn)行中，必須對(duì)配電線路進(jìn)行檢查，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來發(fā)現(xiàn)故障。其次，需要對(duì)配電線路故障進(jìn)行分類。檢測(cè)出故障后，相關(guān)人員需要使用HHT方法對(duì)故障進(jìn)行分類，以便相關(guān)人員分析實(shí)際情況，正確排除故障。最后，實(shí)現(xiàn)故障定位，在對(duì)故障進(jìn)行分類后需要進(jìn)一步確定故障位置，故障位置主要指線路分支的位置，具體指配電線路上設(shè)置的傳感設(shè)備收集到的信息的分析和處理，并進(jìn)一步提高配電線路在線故障的診斷系統(tǒng)運(yùn)行的高效性。5.結(jié)論在配電線路運(yùn)行過程中，需要始終堅(jiān)持安全第一、以人為本的原則，著力提高配電線路的施工質(zhì)量，確保配電線路能夠有效運(yùn)行。為了進(jìn)一步提升配電線路在線故障識(shí)別與診斷的精準(zhǔn)度，本文從配電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)入手，分別探究了配電線路在線故障的類型，主要有高阻故障、間歇性故障、單相接地故障三種；并進(jìn)一步分析在線故障診斷的方法，主要為監(jiān)測(cè)定位方法、被動(dòng)式定位方法、主動(dòng)式定位方法、智能定位方法和信號(hào)源診斷方法；最后深入探究配電系統(tǒng)在線故障診斷系統(tǒng)。希望本文的研究能夠進(jìn)一步推動(dòng)配電線路的整體質(zhì)量。Reference：[1]孟德好,余曉東,詹昭.配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法研究[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2017,9(22):194.DOI:10.3969/j.issn.1674-5167.2017.22.1