配电网输电线路故障定位的快速提取方法

发表时间:2020/4/15   来源:《中国电业》2019年第21期   作者:李伟玲
[导读] 近年来,社会进步迅速,我国的电力行业的发展也越来越迅速
        摘要:近年来,社会进步迅速,我国的电力行业的发展也越来越迅速。输电线路是输送电力的“动脉”,应用输电线路智能故障诊断系统,当线路发生跳闸时能立即实现故障点的定位及故障类型判定,能很好地保证电网安全稳定运行。该文以一起220kV输电线路跳闸事件为例,首先介绍了诊断系统的组成及工作原理,再利用双端行波测距法定位故障点,并通过分析行波波形特征辨识出故障类型,结果表明系统的诊断结果与人工巡线结果一致,从而验证了智能故障诊断系统的高效性和准确性,对电力系统的建设和发展具有重要意义。
        关键词:配电网输电线路;故障定位;快速提取方法
        引言
        结合实际调研可以发现,现阶段我国输电线路很容易因雷击、单相接地、鸟害、人为因素出现破坏,这类破坏的预防和处理必须得到重视,现阶段我国输电线路运维及故障排除在方法、技术、设备等层面存在的不足也不容忽视。为尽可能降低输电线路故障发生几率及影响,正是本文围绕输电线路运维及故障排除开展具体研究的原因所在。
        1高压直流输电线路的常见故障分析
        高压直流输电线路经常出现的故障就是雷击、污秽抑或树枝等导致的绝缘水平降低,诱发闪络现象。直流线路的短路故障问题,从逆变侧方面进行检测,了解到直流电流与电压降低,而在整体方面进行检测,发现直流电流呈现上升的态势,而电压会呈现降低的特点。高压直流输电线路在受到雷击时,展现出异性相吸以及同性相斥的特点,主要是因为高压直流输电线路中的两极电压极性为相反的特点,在不同极性的直流线路中,电云依次放电。在线路受到雷击之后,直流电压立即增加然后降低,一旦电压增加的瞬间某个区域绝缘组织不能承受,那么直流线路就会出现对地闪络放电的问题,严重影响线路运行的安全性。在高压直流线路运行中,杆塔的绝缘性能逐渐降低,会诱发对地闪络的问题,应采用中断电源的方式处理。如果不能中断电源,熄弧的难度会随之增加,电压突然变化,诱发线路放电,使得线路产生涌流,在不断反射涌流波的情况下,使得线路出现高频暂态的电压电流。除了以往分析的几种故障问题之外,高压直流线路的运行还可能出现高阻接地故障、交流线路碰线故障、直流线路折断故障等,对整体线路的运行稳定性以及可靠性都会产生影响。因此,需要总结经验以及故障发生规律,了解实际情况,有针对性地使用故障定位方式。
        2运维要点
        为保证运维工作更好服务于输电线路安全稳定运行,运维工作的落实、针对性的检测与维修、针对性的防雷均需要得到重视。输电线路运维工作的落实离不开一线工作人员的支持,配合规范化的输电线路设计、周边环境的针对性考察、输电线路运营现状状况的严格检测,即可为运维工作开展奠定坚实基础;针对性的检测与维修需得到具备掌握专业技能的一线人员支持,以此保证输电线路维护的可靠性与专业性,配合定期开展的运维工作、输电线路安全性的及时检测、基于规范的分段检测,检修与维修工作的实效性可得到较好保障;针对性的防雷可通过避雷导线的科学架设、输电导线耦合法的实施、消弧线圈接地法的应用实现,以此结合实际雷电情况,并科学应用各类新型防雷技术,输电线路的防雷性能即可实现长足提升。状态检修技术、智能巡线技术均属于输电线路运维领域的新型技术,这类技术的合理应用可有效提升输电线路运维水平。在状态检修技术的技术应用中,该技术可为输电线路运维带来新的理念支持,通过重点关注输电线路基础、杆塔、金具、绝缘子、导地线等主要部件,配合微气象、冰情、图像视频在线监测技术,状态检修技术即可提前发现多数输电线路异常情况,降低输电线路故障概率,运维工作开展的针对性和科学性自然可得到保障;智能巡线技术同样属于近年来业界关注的焦点,巡线机器人技术与无人机巡视技术均属于其中代表。巡线机器人技术可有效提升输电线路运维工作中的巡线效率和质量,Sato巡线机器人、绝缘子诊断机器人便属于其中代表,对于很多特殊环境来说,巡线机器人巡线相较于传统人工巡线具备多方面优势。无人机巡视技术也能够较好服务于输电线路运维工作,该技术较为适用于具备点多、线长、面广等特点的输电线路,如大量分布于山坡、河流、沟壑的输电线路,便较为适用应用无人机巡视技术,线路巡视的效率和质量同样可实现长足提升。因此各地供电部门必须重点研发、引进、应用各类新型技术,以此不断提高输电线路运维的技术含量,运维工作的效率和质量提升自然能够由此得到保障。


        3优化高压直流输电线路故障定位的控制对策
        3.1行波故障定位
        当高压直流输电线路出现运行故障,行波定位故障的初相角不会对直流线路造成影响。直流输电线路系统的母线结构不会发生变化,只有一条出现且无需分辨,其他线路也不会对故障的定位操作造成影响。目前,行波故障定位的测距原理有两种,即A型单端原理与D型双端原理。但在实践故障定位控制过程中,大多选用D型,A型仅起辅助作用。具体故障定位分析过程,主要将识别波头与标定波头作为起始时刻,且对定位分析人员的专业素质要求较高。当行波波头的幅值与过渡电阻受到限制时,定位的精度与可靠性就会受到影响,进而难以确定高压直流输电线路的故障发生位置。在定位直流输电线路故障时,单一采用行波故障方法,并不能为故障定位的准确性与结果可靠性提供保证。相关人员应采用多种方法结合的故障定位操作,来进行优化控制。
        3.2故障分析法定位
        高压直流输电线路的故障分析法,就是根据既定的参数与测量获取的电压电流进行分析计算,来确定故障点的距离。该方法运用具有简单特点,只需采用故障录波器就可实现故障定位目标。该定位方法也有两种,即单端量法与双端量法。前者,只需根据本侧信息就可实现高压直流输电线路的故障定位目标,但会对侧系统造成影响。而双端量法,虽不对侧系统带来影响,但需借助通信技术进行定位控制。此情况下,却会对数据同步与计算量控制带来影响。因此,从精度角度来看,行波故障的定位要优于故障分析法定位。在上述两种方法均存在缺陷与优点的情况下,应与高压直流输电线路工程的实际情况进行结合,以提高故障点定位的有效性控制。
        3.3输电线路的检修管理
        对线路进行计划检修主要能够确保线路的正常运行,并根据一定的原则提高检修施工管理工作质量,这在较大程度上能够使输电线路的稳定性得到有效保障。此外,在对输电线路检修的过程中,需要办理停电申请,以此确保检修质量,若进度与质量出现矛盾的情况发生时,应以质量要求为主。同时,在进行检修管理的过程中,需要保证质量达到一定的要求,并且根据验收制度对不同项目进行认真检查,以此为检修管理质量的提升奠定良好的基础。电力企业需要做好对带电作业的人员配置,工具添置以及项目的研究等,并在此基础上检查带电工作中各项安全措施是否符合规定要求,这在较大程度上能够有效提高工作质量,避免安全隐患的发生。此外,还需要对带电工作人员进行专业的培训,考核完成才能进入到带电工作中。
        结语
        高压直流输电线路运行管理工作中,应树立正确的观念,科学开展电路的故障定位工作,采样单端抑或双端测距的方式,转变以往的故障定位方式方法,全面提升整体工作效果,优化故障定位体系。配电网输电线路暂态过程中,电压和电流含有大量的直流偏移衰减和高次谐波分量,而现有的单周期傅立叶方法求解配电网输电线路故障定位的相量精度较低。为了提高故障定位精度,本文提出了一种快速提取电压和电流故障分量的基频分量方法。
        参考文献
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