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输电线路常见故障分析与检测方法综述

2020-12-29张海涛

中国电气工程学报 2020年6期
关键词:诊断方法输电线路

张海涛

摘要:伴随着我国综合经济的快速发展,依据电力运行需求,逐步加强电网输电扩大,满足日常用电的标准需求。依据电网的运行操作标准,配合合理的线路,注重电能的安全防护和输送。依据输电线路的实际分布和传输进行调配,重点分析其中存在诸多因素,排除故障。一些电力维修故障难度大,需要加强电力企业的综合输电运维发展,及时排除故障方案,确保电网的整体稳定性。

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输电线路故障的基本识别

1.1间歇性故障的识别分析

间歇性故障是在电路输电运行过程中出现的放电间歇性问题,放电过程中伴有弧光线的故障问题。是随机、不可测的。根据间歇性的故障难点,可能在几秒或隔断几天上,间歇性的故障对输电线路运行造成严重的影响。如果排除操作不及时,就会出现严重的安全隐患,威胁人们的正常用电使用安全,需要由专业人员查明故障原因,做好维护。

1.2高阻故障识别分析

高阻故障是在输电架空线路下,受周围物体接触影响发生的故障问题。例如,建筑物接近造成短路,产生高阻故障问题。高阻电流产生的电流低,但并非短路或断路,检查难度高。高阻故障会直接影响输电线路的整体运行,长期发展会产生短路或火灾事故问题。

1.3单相接地的故障识别分析

单相接地故障是输电线路中较难的故障点之一,需要在短时间内进行故障排除,确定信号中的具体情况。依据暂态过程实施相关难度标准的判断。单相接地故障中包含完全接地、不完全接地两种。完全接地故障主要是发生电路的反馈,输电线路电路、电源出现断路问题,电线出现故障。不完全节点故障发生在馈电线路上,非输电线路电源断路,输电线路产生放射电弧现象,电弧接地、电阻接地,产生故障问题。

2输电线路故障定位方法分析

2.1注入行波信号检测故障距离

正确选线是精确故障定位的前提条件。近几年,研发出一种小电流接地选线技术,且取得了良好的应用效果,据查阅资料得知,应用这种方法进行选线,其正确率达到了96%左右,为精准定位线路故障创造了有利的条件。这种实用性输电线路故障定位方法的原理为:在已知波速的前提条件下,对行波从故障点传播到检测点的时间差进行明确,然后与通过波速对比,获得故障距离。简言之,就是在被检测线路的初始端,同时注入两种类型的测量信号,一种是注入信号;另一种为返回信号,同时将注入信号的时间记录为0,那么故障点返回信号的波头,其到达起始点时间的一半就是行波由故障点到检测点的时间,可以由以下公式进行表示:S=△t/2·v。在实际应用过程中,工作人员需要在离线阶段对三相的开路波形进行准确记录,究其原因,主要是三相虽然拥有相同的网络拓扑结构,但却无法保持绝对平衡,尤其是具有传输通信功能的B相,其波形较为特殊。在输电线路出现故障之后,对行波注入后的三相波形进行记录,然后与其他相的波形对比,对比出波形存在的差别即可,如果存在差异,则表明检测相为故障相。之后,需要提取故障相的开路波形和短路波形,并使前者减去后者,同时采取滤波处理措施,在此基础上获得两波形的差异点,找出与之相对应的时刻,利用上述公式计算故障距离。

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,再加上變压器应用,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

[1]汤踊,韩军,魏文力,等.深度学习在输电线路中部件识别与缺陷检测的研究[J].电子测量技术,2018.

[2]张新影.基于深度学习的输电线均压环检测技术研究[D].北京:北京交通大学,2018.

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