邓国锋 曾友林 江泽荣 陈裕鸿

摘 要：在配电线路的运行中，单相接地故障和短路故障是最为常见的故障，当故障发生后传统人工搜索故障点的查障模式工作效率极低，在一些地形复杂的地区查询工作更是开展难度极大。鉴于此，本文基于暂态录波技术，以肇庆广宁地区配单线路为例，建构了一套暂态录波式配电线路监测系统，并对其应用前景进行了展望。首先对基于暂态录波技术的配电线路监测系统予以概述，然后从关键技术点和应用应用技术原理两个部分出发完成肇庆广宁地区暂态录波式配电线路监测系统建设，最后还就预期取得的成果及应用前景进行展望，以供参考。

关键词：暂态录波技术；配电线路检测；肇庆广宁地区

肇庆广宁地区有着山区线路多、小水电分布广、单位装机容量小的特点，其中10kV配电线路的故障查找基本依賴人工巡线的方式，采取这种方式在该地区查找故障尤其困难。本系统通过大数据分析，对同母线路线路暂态参数，智能判断故障点并自动进行信息推送；实现实时精确故障定位，为快速复电奠定基础。线路中存在大量原因不明的短路故障，这些短路故障表现为开关跳闸，重合闸之后正常，或者重合闸不成功，经过长时间巡线不能确定原因之后，强送电之后正常。这些大量不明原因短路故障的产生原因可能是供电设备存在缺陷，针对上述情况，本文基于暂态录波技术，从肇庆广宁地区配单线路现状出发，拟建立一个暂态录波式配电线路监测系统，以下为详细内容。

一、基于暂态录波技术的配电线路监测系统概述

基于暂态录波技术的配电线路监测系统其核心功能为对6-35kV架空线路所发生的接地故障和短路故障进行定位。[1]整个系统由汇集单元、采集单元和配电主站系统三个部分组成，综合应用了计算机技术、无线通信技术、故障检测技术、信息建模技术以及网络通信技术于其中，对于配电线路应用中的接地故障、短路故障具有很好的检测效果，可对配电线路的谐波、负荷等进行实时监测，并基于通信技术可将这些采集信息快速传输至配电主站，配电主站在通过相关软件所所采集到的故障瞬时波形及特征信息进行网络拓补计算，继而精准确定故障所发生的区域，并发出告警信息，引导维护人员快速达到故障地点进行维修。[2]

二、暂态录波式配电线路监测系统建设

（一）关键技术点

在暂态录波式配电线路监测系统建设中，其关键性技术主要包括七个：（1）实现线路电流电压等工况的高频暂态录波功能，当电流突变和电场突变时自动触发录波，有效记录线路异常情况便于进行分析。（2）针对接地故障监测难问题采用三相合成零序电流、电场信号分析，实现对接地故障就地精准检测、定位；（3）采取同母线路状态共检手段，通过数据逻辑判断故障点，有效排除干扰。（4）有别于一般配电线路故障监测系统，本项目采用线路双向电流监测技术，能有效解决山区配电线路带小水电运行，线路状态参数难以准确测量的问题；（5）大数据智能结果分析，利用自主故障专家库自动分析线路故障情况并可通过短信和系统反馈相关情况。（6）数据采集模块采用太阳能及线路双通道取电，能确保设备正常运行。（7）通讯模块稳定可靠、超低功耗、可远程维护与升级。

（二）应用技术原理

当在线录波监测及故障定位装置检测到电流I出现短路故障电流变化模式，就可以确定自己位于故障路径上，向智能化配电网线路状态监测主站上报短路故障SOE，主站就可以根据上报的短路故障SOE进行短路故障定位。[3]同时根据理论分析和现场录波结果发现，小电流接地配电网单相接地过程中产生的高频暂态零序电流信号，具有如下分布规律：（1）非故障线路和故障线路的高频暂态零序电流信号不相似；（2）故障线路上故障点前和故障点后的高频暂态零序电流信号不相似；（3）故障线路上故障点到电源之间的故障路径上高频暂态零序电流信号高度相似。

三、暂态录波式配电线路监测系统在肇庆广宁地区的应用前景

（一）预期建设成果

本文以肇庆广宁地区的实际配电网情况出发所建立的暂态录波式配电线路监测系统预期建设成果包括四个部分。其一为实现对10kV配电线路实时状态信息的及时监控；其二为实现对故障位置的快速定位，实现快速恢复供电；其三为实现对配电线路设备的监控，及时发现并消除设备缺陷；其四为实现对线路负荷、设备在线率等实时监控。

（二）监测系统应用前景

本文所建立暂态录波式配电线路监测系统在肇庆广宁地区的应用前景主要有三者。其一为实现架空配电线路故障快速诊断、快速定位；其二为实现线路实时电流、电压等运行数据的监测，解决线路电流电压监测难题；其三为通过系统对配电线路实时运行数据自动分析，为日常运维策略制定及线路设备升级改造提供数据支持。

四、结语

综上所述，本文针对于肇庆广宁配电线路的实际情况，基于暂态录波技术所建立的暂态录波式配电线路监测系统，在肇庆广宁建立配电线路状态监测分析及故障定位系统中，线路状态在线采集装置获取信息、数据，建立健全的网络架构、海量信息的智能管理和多级数据的高效处理能力，实现对配电线路运行参数的智能在线监测，通过对这些信息进行实时或周期性的分析诊断，把握故障位置，分析故障发生的特征，形成有效的故障定位、故障诊断消息推送给相关运维人员，对于肇庆广宁地区配单线路的运作状态建设具有十分显著的提升效果值得推广使用。

参考文献：

[1]钟涛，陈礼频，汪颖，等.某实际配电线路晃电事故原因分析与电磁暂态仿真[J].电气应用，2014，21（23）：138-144.

[2]薛永端，徐丙垠，李天友，etal.利用暂态信号的配电网小电流接地故障检测技术[J].电力设备，2011，20（3）：22-25.

[3]李伟峰，张庆波，叶容慧.一种基于暂态分析的配电网小电流接地故障远程诊断系统[J].广东电力，2015，03（12）：53-57.

项目名称：暂态录波式配电线路监测系统建设及应用（项目编码：031200KK52180026）