基于配网自动化系统的线路故障快速定位法

发表时间:2020/11/19   来源:《中国电业》2020年第19期   作者:张满宏
[导读] 当前随着配网技术的不断创新和发展,
        张满宏
        国网山西省电力公司太原市供电公司  山西省太原市 030000
        摘要:当前随着配网技术的不断创新和发展,我国大部分地区的配网自动化系统已经能够做到线路正常运行、故障快速处理、灾害紧急应对。对于配网系统来说,线路的实时运行监控应用效果是有目共睹的,这就需要在现有基础上进一步发挥配网系统的作用,更加快速的对线路故障定位。本文就配网自动化系统中线路故障快速定位方法进行了分析。
        关键词:配网自动化系统;线路;故障快速定位
        引言
        单纯依靠电力线路操作人员对配电线路进行故障排查和故障检测需要耗费巨大的人力物力,遇到电力传输问题或重大断电事故时,依靠人工排查定位的效率过于低下,因此线路故障快速定位和检修效率的提高势在必行。配电线路故障快速定位可有效地隔离故障线路区段,有效控制故障发生的范围,是保证配电网安全稳定运行的基础。掌握配网自动化中线路故障快速定位的方法,对配电线路有可能发生的故障进行分析和模拟,可提高配电网运行的安全性和稳定性。
        1.配电自动化系统基本功能与作用分析
        配电自动化系统在运行过程中,实时监控主要作用就是实现基本故障诊断分析、定位、故障排除等基本功能。其中能对线路不同时段相应数据进行监控与测量,通过遥控与信息检测能对不同开关基本运行状态进行有效保护,遥控能对开关进行有效的远程控制,在遥控调节中能对配电网运行进行合理调度。线路在实际运行过程中要保障线路能有效优化,故障可以进行精确化判断和处理,发生故障之后能及时应对。在配网系统运行中,要对配网稳定运行监控相关要素进行深入分析。在配网自动化系统运行中,可以选取开环和闭环线路形式。合理应用双电源,组建系统线路环状结构。在系统稳定运行过程中,双电源开关将会断开,将配电线路组建为开环辐射接线结构。配电网自动化系统如果发生接地故障,故障属于接线性弧光接地故障,线路中性点电荷将不能有效释放,将会对线路绝缘性产生较大影响。此外,线路会发生相间性短路问题,要及时从不同配电线路中分析故障线路具体问题,使得故障能合理排除。此过程就是故障选线,要依照故障表现基本特征分析故障区域位置。
        2.配网自动化线路故障快速定位法
        2.1定位方法
        2.1.1小范围模糊定位法
        小范围模糊定位,就是将多个分支线路探测设备分别置于线路各个分支探测点,实时监测线路情况,这种方法最简单也最直接。传统的线路故障检测一般采用这种方法,但随着经济发展,用电量激增,电网内部结构愈发复杂,简单的小范围定位只能初步锁定故障发生的位置,要想明确故障发生的位置,还需要进一步探索。新闻报道,某地某晚发生了线路跳闸事故,很多线路区域失电。技术人员根据以往经验,分析相应时段中配网系统运行的基本情况,检查线路运行拓扑示意图中 FTU 通讯运行情况,之后又进行比对,整合多方面信息,终于判定出了故障发生位置。一个简单的例子,值得我们思考,传统的故障定位方法,虽然能解决故障问题,恢复供电,但耗时较长,浪费人力物力,开发一种新的故障定位方法并应用到实际生活中,已经刻不容缓。
        2.1.2精细化故障定位法
        (1)行波故障定位
        “行波”是平面波在传输线上的一种传输状态,其幅度沿传播方向按指数规律变化。“行波故障定位”,即根据故障对波形的阻碍程度来判断其发生的位置,常见的行波故障定位系统是在线路的检测端向配电线网各个线路注入同一信号源产生信号行波,若信号行波受到故障线路阻碍,传输路径会发生改变,从而导致传输速度、行波传送时间发生改变。实际操作中,工作人员可根据线路上行波的速度差异以及行波传送的时间直接计算出故障位置,准确定位故障信息。

该系统一般在第一阶段小范围模糊定位结束之后使用,一方面可节省故障定位的时间,另一方面,由于故障范围缩小,计算工作效率将大幅提升。
        (2)分布式故障定位
        分布式故障定位系统充分利用行波故障定位原理,将传统的故障定位装置从变电站二次侧搬移到线路上,能快速确定故障区段和故障位置,缩短故障修复时间,极大提高供电可靠性,减少因故障造成的直接和间接经济损失。与传统的故障定位方法相比,该系统可解决T接及混架等复杂结构的线路故障定位,更加真实地提取电流行波,提高定位精确度。另外,该系统充分利用雷电电流行波的时域信息,分别从极性、能量谱等方面进行分析,能实现对雷击类型故障的有效识别。
        2.1.3信号定位法
        模糊定位初步锁定故障位置,精细化故障定位可准确定位到故障点,但导致线路故障的原因复杂多变,要想及时开展线路抢修工作,还要检测出故障发生的原因,此时检测信号定位就可派上用场了。检测信号定位即在用电线路中注入检测信号,根据检测信号在故障位置反射信息的不同来确定故障类型,从而判断故障发生的原因。检测信号定位法在实际使用中会遇到以下三种情况:一、线路中高度故障;二、线路中间歇性故障;三、线路单相接地故障,每种故障的表现形式不同,检测方式也不同,实际操作中可根据线路中故障的严重程度决定使用哪一种定位方式。
        2.1.4高科技智能定位法
        小范围模糊定位、精细化定位、检测信号定位只能有针对性地进行故障定位诊断,面对电网情况复杂,线路故障多样化的情况,借助大数据系统,通过信息化手段多渠道收集线路故障的实例和数据,将故障情况分类汇总,并制定解决方案,待线路故障发生时将现有状况与数据库信息进行比对,可及时明确故障发生原因,拿出解决方案。另外,供电企业可经常对线路进行检测,若发现线路存在隐患,应及时进行检修,将故障“扼杀在摇篮之中”。
        2.1.5万能“四步法”
        上文中提到四种故障定位的方法,无论采用哪种方法,在日常生活中,配网自动化系统线路故障定位应遵循以下四步:一、巧妙使用各种定位方法:线路在运行中产生相应故障时,应及时采用合适的系统对故障进行定位,以缩短故障产生影响的时间,降低大众没电的焦虑。二、做好巡线处理工作:线路故障带来的失火问题不容小觑,发生线路故障时安排专人做好巡线处理工作非常必要。三、合理安排工作人员:不同的技术人员对故障的判断能力不同,故障发生时合理安排工作人员,可快速反应故障发生情况,清楚判断故障发生位置。四、加强监督,做好记录:线路故障发生时,冷静判断,合理处理,有效监督,并做好故障发生情况的分析,以便日后学习借鉴。
        2.2效果分析
        发生故障时,工作人员得以快速准确的判断故障所在位置,这样一定程度上使得线路故障判断准确性得以进一步提升,缩短了故障对于居民正常生活的影响,能够在最短时间内恢复供电。同时,借助这种快速定位方法,有助于帮助配电自动化部门不同系统的工作人员熟悉配网系统,熟练掌握线路故障的判断方法,这样对于工作人员综合技能水平的提高也有一定的帮助。此外,这种快速定位方法还可以摆脱过去线路发生故障时,对于应用配网系统快速准确判断定位故障点时配网维护人员不够充足的问题。而且该故障判断方法,使得线路故障处理结束之后,工作人员能够及时的对各类线路事故的情况进行统计分析处理,这样也可以更好的改进线路故障监测中存在不足,及时的调整工作方法,提高工作效率,减少各类故障事件的发生,满足广大居民的基本用电需求,促进社会和谐发展。
        3.结语
        线路故障快速定位,可缩小故障影响范围,缩短事故处理时间,降低劳动强度,提高供电质量。
        参考文献
        [1]王珏.配网自动化系统中线路故障快速定位方法分析[J].现代制造技术与装备,2020(01):166-167.
        [2]耿俊成,宋英华.配电网自动化系统的经济运行及优化配置分析[J].电力与能源,2019,40(05):537-539+584.
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