摘要:配电线路安全稳定运行显然非常关键,但因为配电线路复杂,故障因素多,容易出现一些常见的故障问题,影响配电线路供电质量,因此针对配电线路的故障类型以及出现的原因进行了简单分析,并选取了单相接地故障做了故障检修方法的具体分析,明确了配电线路故障检修的一般思路和方法,并基于智能电网建设(泛在电力物联网)背景,思考了配电线路的智能化运维。
关键词:配电线路;故障;检修;智能化运维
配电网直面用户,配电线路的正常运行直接影响用户用电。而配电线路异常复杂,故障因素多,线路维护难度大,为了保证供电可靠性,降低故障停电时间,确保用户用电质量,分析配电线路故障检修具有典型现实意义。
一、配电线路故障分析
配电线路的复杂性,加上一些因素的影响很容易出现一些故障,比较典型而且常见的故障如单相接地、导线烧断、线路短路等。比如单相接地故障,这种故障在小电流接地系统当中特别常见,配电线路发生这种故障,通常会因故障初期非故障相电压升高而保证电压对称,暂时不会影响用户使用,能够在故障下运行1到2h。在配网自动化系统当中,当出现单相接地,变电站母线上运行的电压骨干以及绝缘监察装置会检测到故障信号,并且上传至系统,系统会提示某母线段接地,或是消弧线圈动作,绝缘监察电压表会显示某相电压降低或者为零,其中电压降低表示不完全接地,电压为零则表示完全接地,另外两相的电压会升高,大于相电压或者等于线电压,中性点消弧线圈接地系统中若安装有中性点位移电压表,可从该表得到一定指示,消弧线圈的接地报警装置发出报警。如果发生了弧光接地,非故障相的电压会很高,电压互感器高压保险可能会被熔断。
配电线路的常见故障发生通常是受多种因素的影响,可总结为内因和外因两个部分。
内因方面主要突出的是配电线路中电器设施设备自身存在故障隐患,比如线路老化,配电线路老化后绝缘层破损会导致各种问题出现。外因外面主要是外力破坏,这其中主要包含人为因素和自然因素,配电线路周边一定范围内属于保护区,当外物侵入这个范围就会可能产生外力破坏,如砍伐树木时操作不当导致树木挂线,如违章施工导致施工机具挂线,车辆冲撞导致杆塔倒伏拉断电缆,垂钓、放风筝、倾倒有害化学物质、鸟类停留、冰雹、冰雪等等都可能导致配电线路出现故障。
二、配电线路故障检修
(一)配电线路故障检修一般方法
现如今配网自动化系统已经基本实现全覆盖,配网线路出现的常见故障大部分都可以通过配网自动化系统的警示得知,通过自动化系统可以比较准确地判断故障类型,进而采取诊断方法确定故障位置,目前一般方法有主动定位法,比如利用发射信号的方式,追踪配电线路中的故障点,并进行定位。被动定位法,如区段查找方法,通过配电网中的自动化设备对线路各个区段进行被动定位,这样可以清晰地找到故障发生的区段,然后派遣专人巡线,最终找到故障点。
(二)单相接地故障检修方法
单相接地故障,这种故障配电自动系统并不能完全揭示单相接地故障,当系统发出告警,值班人员还需要根据系统提示去判断单相接地是否为真。因为单相接地的本质是三相电压不平衡,即某一相电压下降,其余两相电压会升高。一些异常的告警,实际上与单相接地的现象非常接近,比如基频谐振,线路出现基频谐振会导致一相电压下降,另外两相电压升高,且大于线电压,注意基频谐振与单相接地的区别就在线电压这里。还有一种情况是高压保险熔断,高压保险完全熔断会导致熔断相电压显著下降,系统也会接收到母线接地信号,但实际上另外两相电压不会上升,线电压也会下降。当然在断路器合闸时,操作不当导致三相不同期,也会产生单相接地现象。
通过判断系统信息,揭示故障类型后,要采取方法去确定故障点。
一般采取的方法就是区段查找法,在单相接地故障中,一般是先调整配电网运行方式,并对配网进行分割,缩小故障查找范围,分割配电网一般可以采取变电站内分割或系统分割的方式,系统分割必须要在调度指挥下进行,且要考虑各部分之间的功率平衡,要考虑继电保护和消弧线圈。变电站分割就是在变电站内调整母线运行方式,使母线分段运行,逐步缩小范围。注意分割电网不能导致配网供电中断,且最好不要影响供电质量,避免出现过大负荷潮流,不得使用拉合闸方式来分割配电网。当分割过程中自动系统同时发生线路跳闸重合成功,则需要对合闸成功线路进行试拉,一般有安排试拉按钮,直接使用按钮操作即可。单相接地故障处理过程当中不得用刀闸将接地故障电气设备以及动作当中的消弧线圈切除,如果试拉没有找到故障点,现场的值班人员必须要对母线以及主变设备进行细致检查。试拉过程当中可能会引起线路备用的自投装置动作,应当在试拉前将该装置停用,如果可能导致其下变电所失电,则需要先行做倒闸操作然后再试拉。如果线路当中有发电厂并网运行,则需要先让发电厂解列然后再试拉。
找到故障点后,派遣专人至现场针对故障进行处理。
(三)短路故障检修
线路短路作为一种比较常见的故障,在检修中一般需要对短路故障原理和原因有清晰的认识,这样才能保证当系统告警,或自控装置跳闸后准确地进行故障诊断分析。一般情况下,短路线路电阻接近零,由此可确定短路位置。具体操作方法可按上述方法进行故障点查找。
三、配电线路检修思考
从供电可靠性上讲,对配电线路故障进行检修,最好的方法是从源头上控制故障的发生,因为只要发生故障,变电站内的控制开关,就会跳闸导致断电,影响供电质量,对用户的影响非常大,因此从供电可靠性的角度来说,最好是采取预防性检修维护的方法,通过一些先进技术手段,确保配电线路始终处在正常运行状态下,当然也需要做好应急措施,针对可能发生的外力破坏等导致线路故障的因素制定应急预案,当然关键还是要加强监控,提前发现可能出现的故障隐患。
配电线路检修是配电网运维管理中的主要部分,除开检修还有线路维护和带电作业两个部分,预防性检修维护,传统的方法是采取巡线方式,现阶段配电线路出现故障多数情况下是因为外力破坏,为了发现潜在的危险点,供电所都会安排人员进行巡线,提前消除故障隐患,传统的巡检方式工作量大,耗时耗力,效率低,巡检难度也大,限制多,后来通过直升机巡检+人工巡检方式,提高了效率,但也因为信息化程度不高,应急响应效率比较低。在智能电网建设背景下,合理地利用当前先进信息技术实现智能化运维,是实现配电线路预防性检修维护的关键点。
随着配电网自动化系统的普及应用,大量数据可以支撑大数据分析,比如基于GIS系统可以整合有价值的数据如杆塔空间信息、位置信息、杆塔与线路拓扑结构、导线相位变化、导地线连接方式、绝缘子串悬挂位置等等,配电线路周边情况等等。在预防性检修维护中,可以基于GIS系统,构建预警系统,集成空间数据和配电线路设备台账等基础数据,利用大数据分析来预测未来趋势,并在GIS上打造运检生产作战地图,宏观上一目了然,微观上则可以一键查看,对配电线路全景可视、全息透视,加上前端雷达监测和视频监控系统,直接构建电力物联网,实现更为高效的预防性检修维护。
结束语
综上所述,配电网线路因为直面用户,出现故障问题对用户用电影响巨大,为了保证供电可靠性,确保配电网安全稳定运行,采取更加高效的配电线路故障检修手段是必要的,但前提是必须要了解配电线路的故障,要形成故障检修处理的经验,并基于这些经验,通过先进的技术手段来实现智能化运维。
参考文献
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