摘要:我国电网发展结构复杂,国家电网公司规划提出到2020年基本建成安全可靠,清洁环保的智能电网体系。智能电网发展规划使电力系统迈入跨区域的大电网时代。我国电网着力解决能源供应问题,大力建设骨干网络,随着特工程建设,电网中安装各种控制装置,如直流输电装置及清洁能源并网,使电网动态化,用户对电网安全、经济运行要求提高,受到自然条件的影响,电力系统发生故障,不能及时判断处理会扩大故障,对国民经济造成巨大损失。大范围停电事故中主要原因是电网运行小故障未引起重视,所以只有加强电网运行监测,才能根据故障迅速采取措施恢复供电,保证电网安全运行。快速准确定位故障发生位置对电力系统稳定运行具有重要意义。
关键词:输电线路;故障识别;诊断方法
输电线路在电力系统中起着十分关键的作用,关系到供电的稳定性,一旦其发生故障,就会对人们的用电质量造成影响,从而降低人们的生活质量,阻碍社会经济的发展。鉴于此,如何对输电线路故障进行准确定位,并及时解决故障,成为了电力企业需要考虑的问题。
1输电线路故障定位技术概述
国内外大量专家致力于研究输电线路故障定位,研究装置投入应用,为电力系统安全运行提供了技术保障。输电线故障定位方法发展经历4个阶段。最早在电力系统实现输电线故障定位的仪器由静态电子构成模拟装置,故障录波器用胶片作记录载体,1935年投入输电线故障定位器是指针仪表,早期输电线故障定位精度不高,二战后输电线路故障定位技术发展加快。经过不断研究发展五六十年代,行波法被认为是理想的故障定位方法,20世纪70年代中期后,微机型保护装置投运为故障定位技术发展提供了新的机遇。国内外学者提出利用计算机进行输电线故障定位的方法,利用计算机对电压数字信号计算处理得到故障点位,无法消除过度电阻的营销,单端故障定位算法加入提高故障定位精度,出现了大量计算机故障定位装置。20世纪80年代后,随着继电器保护引入计算机技术发展,微机故障录波器成为故障定位主力,为双端故障定位法的应用奠定了基础。随着GPS对民开放,双端故障定位中所需高精度同步时钟条件有了保障,双端法故障定位中获取对端故障信息,故障录波快速发展,为采用双端故障电气量定位奠定了基础,采用双端故障电气量定位法结果优于单端法。现代行波法在故障定位原理,相关领域技术等方面取得了很多重大突破,产生了巨大经济效益。近年来,输电线故障定位法引入智能理论算法,分为神经网络与专家系统。优化方法、模糊理论等成果引入故障定位研究中。出现了许多智能技术间的交叉结合,国外有专家提出运用分布式光纤温度传感器,进行线路故障定位的方法,输电线故障定位法趋于智能化。
2输电线路故障定位方法分析
2.1行波法
行波法定位原理是输电线发生故障相线路两端传播行波信号,测量暂态行波故障信号实现故障定位,分为单端法与双端法,通过测量故障点产生行波信号往返时间实现故障定位。传统行波测距法案原理分为ABCD四类,A型故障定位原理是测量故障点行波到测量点往返时间确定距离,B型原理是借助测量故障点行波信号到达母线时间确定故障点位。C型故障定位原理是C型测距装置发射直流脉冲,用高频脉冲往返时间进行故障定位。D型定位原理是利用产生暂态初始行波到达母线时间差计算故障点距。
2.2故障分支判断法
2.2.1在输电线路中注入行为的传输变化
行波在输电线路运行过程中,如果遇到阻抗不连续点,则会进行反射或折射。
如果传播后方阻抗小于前方波阻抗时,则会向同向行波返回,否则会返回到反向行波。在供电网络中,阻抗不匹配点由3个部分组成:开路点、分支点、短路点,与这些点相匹配的行波为同向行波和负向行波。如果线路只有一个分支点,那么信号就会被多个分支点分为无数股,如果线路存在故障,那么到达故障点的信号唯一。信号在遇到故障后会返回,在这一过程中,如果信号遇到分支点节点会继续反射或折射,在两次反射后,信号会逐渐衰减,最终回到检测点的信号仅为一股。经过多支点的信号,其衰减情况会更加明显,经过分支太多,会加大信号辨识的难度。同时,行波在传输阶段,还会受到各种因素的影响,比如:电容、电感和阻抗,其强度同样会减弱,再加上变压器应用,使波形发生了异化。由此得知,如何对这些减弱和异化的波形进行使用,并从中获取有用的信息,是准确定位线路故障的重中之重。
2.2.2线路拓扑特征波概念
波形会在传输过程中不断衰减和变形,这对于波形的使用,提出了更加严格的要求,出于利用波形信息的考虑,研究人员根据行波只会被阻抗不连续点发射或折射的特点,认为阻抗不连续点是录波波形的主要特征点。在此基础上,线路拓扑特征概念被提出。所谓的特征波是指由线路末端返回到前端全部线路中经由阻抗不连续点返回的波形,这里所说的阻抗不连续点可能会位于线路的不同位置和不同点,其中就包括线路故障点。如果线路分支较少,且距离较远时,与这些特征点相对应的特征波,就会在录波中产生的明显的波形形式,其主要形式大致分为两种:一种是波峰;另一种是波谷。二者产生的条件不同,波峰的产生条件为传播后方阻抗小于传播前方阻抗,此时返回的行波为正向特征波,也就是所谓的波峰,与之相反,就会产生波谷。通过特征波,可以对输电线路中的阻抗不连续点加以明确,从而得到线路的拓扑结构。
2.2.3应用范围
这种行波故障定位方法,虽然应用效果良好,但只能适用于接地过渡电阻较小且线路均匀的线路。并且只能对单相接地故障进行准确定位。在科学技术高速发展的今天,大数据技术、信息技术和网络技术被广泛应用于各个领域,使社会生产力大大提升,同时也促进了国家现代化发展,将其应用于输电线路故障定位之中,亦可取得良好的效果。监控系统由多个部分组成,分比为计算机、信号接收装置、该应装置和软件控制程序。应用监控系统,可以从计算机中观察输电线路的运行状态,而信号接收装置在接收故障信号后,就可以利用系统内置软件,分析故障信号的类型,并向工作人员发出警报,提醒其及时检查和维修,避免故障进一步恶化。在故障线路中应用监控系统,有助于提升故障定位的精准性。其应用原理为:在输电线路发生故障后,计算机会分析与线路故障存在关联的数据,并在此基础上,对线路是否出现接地故障进行判断。在接地故障发生后,电路电流会激增,而监控系统可以对电流变化进行监测,并快速定位故障点,一旦发现故障,就会自动切断故障线路,促使线路中的电流在短时内下降,同时反馈线路当前的信息。由此可见,在输电线路中应用监控系统,有助于提高线路故障定位的效率,并保证系统和工作人员的安全。
3结语
综上所述,输电线路在线诊断识别和故障分析过程中,需要依据输电管理的线路具体运行情况,实施严格监督的管理,及时发现问题,分析问题,解决问题,注重对输电线路的诊断技术的研究,不断提升诊断效率水平,加强掌握输电线路故障识别分析方法,以有效的合理操作诊断方法,不断提升输电线路的综合诊断效率,提升综合质量水平,实现安全电网的可靠稳定运行分析。
参考文献:
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