蔡明憲（國(guó)網(wǎng)濟(jì)寧市任城區(qū)供電公司,山東 濟(jì)寧 272000）

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配電線路常見(jiàn)故障及其原因與運(yùn)檢管理分析

蔡明憲
（國(guó)網(wǎng)濟(jì)寧市任城區(qū)供電公司,山東 濟(jì)寧 272000）

摘 要：由于高壓配電線路不僅要作為從發(fā)電站或發(fā)電廠向用戶輸送電能的橋梁，還要作為各大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的聯(lián)絡(luò)線使用，所以它的運(yùn)行狀況將直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)電壓水平高，裝機(jī)容量大，傳輸容量也在不斷提高，如果配電線路一旦發(fā)生故障，將造成非常巨大的經(jīng)濟(jì)損失?；诖?，本文分析了配電線路常見(jiàn)故障及其原因，并結(jié)合故障分析法對(duì)配電線路運(yùn)檢管理進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞：配電線路；故障；運(yùn)檢管理

1 配電線路常見(jiàn)故障及其原因分析

由于我國(guó)幅員遼闊，高壓配電線路分布范圍甚廣，大多數(shù)途中經(jīng)過(guò)高山森林地段，因山區(qū)中架設(shè)的桿塔跨距較大，導(dǎo)致線路的垂弧增大，狂風(fēng)容易致線路發(fā)生風(fēng)偏短路故障；而且叢林地區(qū)的氣候條件復(fù)雜多變因素，導(dǎo)致雷雨季節(jié)經(jīng)常會(huì)由于線路對(duì)樹(shù)枝發(fā)生放電現(xiàn)象而引起的短路故障，故障發(fā)生后，故障位置很難查出和識(shí)別。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)的故障大部分都在傳輸線中發(fā)生的，所以當(dāng)線路任意位置發(fā)生故障后，如果電力系統(tǒng)部門(mén)能快速、準(zhǔn)確地確定故障發(fā)生的位置，則可迅速地找到故障，節(jié)省耗費(fèi)在巡線查找故障中的人力資源和財(cái)政的開(kāi)銷(xiāo)；可及時(shí)排除故障恢復(fù)供電，提高系統(tǒng)供電質(zhì)量和可靠性，減少因停電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失；可為找出故障產(chǎn)生的可能原因提供可靠依據(jù)，并制定合適的防范措施；對(duì)于線路對(duì)周?chē)鷺?shù)枝放電、狂風(fēng)引起的短時(shí)短路、對(duì)飛禽身體放電等一些瞬時(shí)性故障，可及時(shí)提醒傳輸線路維護(hù)人員在這些薄弱點(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，避免永久性故障的形成，可以節(jié)省大量的維護(hù)時(shí)間和費(fèi)用?？傊瑢?shí)現(xiàn)配電線快速、準(zhǔn)確的故障定位不僅可以使電網(wǎng)的供電可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性得到大幅的提高，而且還具有十分巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

在早期，當(dāng)傳輸線路發(fā)生故障時(shí)，首先必須由用戶提供故障信息給經(jīng)驗(yàn)豐富的線路維護(hù)人員，維護(hù)人員對(duì)信息進(jìn)行分析后預(yù)測(cè)出故障可能發(fā)生的位置，然后派巡線人員以人工的方式進(jìn)一步查找故障位置并清除故障。在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化的今日以及現(xiàn)在很多供電質(zhì)量要求極高的用電設(shè)備投入使用，早期故障定位方法精度極低、效率低下，這種方法已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)在電力系統(tǒng)故障定位的需求。在08年6月25日，國(guó)務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)展改革委、電監(jiān)會(huì)《關(guān)于加強(qiáng)電力系統(tǒng)抗災(zāi)能力建設(shè)若干意見(jiàn)》的通知中，非常明確的鼓勵(lì)研究和推廣輸電設(shè)施故障定位等相關(guān)的技術(shù)。在新的要求和形勢(shì)下，研制出一套具有準(zhǔn)確、快速、可靠的故障定位系統(tǒng)以成為電力系統(tǒng)部門(mén)迫在眉睫的需求，也成為了各國(guó)廣大科研工作者不斷研究的課題。

2 故障分析法在配電線路運(yùn)檢管理中的應(yīng)用

配電線路在電網(wǎng)中擔(dān)任著傳送電能的角色，是發(fā)電廠給用戶供電的唯一渠道。同時(shí)，它又是電網(wǎng)中發(fā)生故障最多的地方，且故障排除難道最大，所以許多國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)配電線路故障精確定位這一難題進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究，不僅眾多優(yōu)秀的故障定位算法被提出，而且許多基于這些算法的故障定位裝置被研制出，其中很多裝置已應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，運(yùn)行效果良好。從故障定位發(fā)展歷程來(lái)看，國(guó)內(nèi)對(duì)這方面的研究工作起步晚于國(guó)外。在 1955 年的美國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)委員會(huì)的年度報(bào)告中指出，在 1955 年前有120 多篇有關(guān)故障定位的文獻(xiàn)被發(fā)表。二戰(zhàn)結(jié)束后，定位技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，特別是隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)在近些年的發(fā)展，更促進(jìn)了故障定位技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。故障定位方法按照系統(tǒng)中使用的定位原理，信號(hào)利用的方式，分析中假設(shè)的線路模型以及被測(cè)量與測(cè)量設(shè)備的不同可以有多種不同的分類(lèi)方法。其中主動(dòng)式和被動(dòng)式故障定位方法是按照定位中信號(hào)利用的方式不同分的；單端測(cè)量法和雙端測(cè)量法是根據(jù)定位所需的信息來(lái)源分的。根據(jù)故障定位的原理大致可分為阻抗法和行波法，其中阻抗法也稱為故障分析法。

經(jīng)驗(yàn)表明，配電線是具有分布參數(shù)特性的電路元件，即每微段的線路都呈現(xiàn)自感和對(duì)地電容，這些假設(shè)經(jīng)常帶來(lái)非常大的誤差。通過(guò)對(duì)這些誤差進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償或者采用單端以上的配電線路電氣參數(shù)，可靠性和精度在一定程度上可以被提高(提高的空間有限)。但是傳統(tǒng)的故障分析法對(duì)一些特殊線路接線結(jié)構(gòu)或故障類(lèi)型存在很多缺陷，如多于兩分支的線路、非金屬接地故障、多電源供電線路、線路斷路故障、非固定的線路結(jié)構(gòu)，非 AC 配電線路等，其只適合線路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。由于常用的電壓、電流互感器存在上升時(shí)間緩慢、傳變頻率不足等誤差，導(dǎo)致采集的暫態(tài)行波數(shù)據(jù)不夠精確等多種因素的影響，最終致使故障分析法定位誤差只能保證在2～3 千米。

故障分析法是基于工頻電氣量，它以線路集中參數(shù)模型為基礎(chǔ)，具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、定位易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，在早期的電力系統(tǒng)中被大力推廣。早期基于阻抗定位法的裝置是由功耗大、精度低的電磁式或靜態(tài)電子器件組成來(lái)實(shí)現(xiàn)的，或采用人工的方式從當(dāng)時(shí)的簡(jiǎn)易故障錄波器記錄下來(lái)的電壓和電流波形上讀取故障電壓、電流分量，經(jīng)過(guò)大量手工計(jì)算分析求得故障距離。早期的定位方式比較落后，不僅距離計(jì)算公式繁瑣，而且結(jié)果準(zhǔn)度差，也不可靠。隨著電力系統(tǒng)廣泛利用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，基于工頻電氣量的阻抗定位技術(shù)有了新的發(fā)展機(jī)遇?；谖C(jī)式的定位裝置不僅可以準(zhǔn)確的記錄和存儲(chǔ)故障時(shí)各電氣量，還具有強(qiáng)大的分析計(jì)算能力?；诠ゎl量故障定位算法的微機(jī)裝置，利用微機(jī)的自動(dòng)化分析計(jì)算功能，大多數(shù)功能可以用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，硬件投入小。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)有的自動(dòng)化故障定位系統(tǒng)大多數(shù)基于阻抗法，在原理上受路徑參數(shù)、負(fù)荷電流、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及過(guò)渡電阻等因素影響，故障定位精度很難保證。近些年來(lái)，已有定位算法在一些專(zhuān)家學(xué)者的不斷改善和新算法的不斷地加入下，使故障分析法的定位誤差不斷地縮小。對(duì)線路故障定位理論和定位裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)已成為研究熱點(diǎn)，并且由于行波法相比傳統(tǒng)的阻抗法具有許多的優(yōu)勢(shì)，所以行波定位法的研究和應(yīng)用最為廣泛。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.156