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電力線路在線巡視監(jiān)測及故障精確定位分析

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電力線路的在線監(jiān)測和故障精確定位一直以來是我國智能電力線路的技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)，前者的主要作用在于對電力線路進(jìn)行全面的實時檢測，以便于工作人員找到供電系統(tǒng)運行時的隱患故障；后者主要是在找出故障后幫助維修人員對故障原因進(jìn)行精確的定位，并盡快對故障進(jìn)行維護(hù)處理，最大程度的減少對居民正常用電的影響。就發(fā)展?fàn)顩r而言，我國在電力線路的維修方面仍然存在著很多不足，在一些方面很容易受到環(huán)境的影響，且故障的精確定位也有著不穩(wěn)定性，接下來要對于故障的巡視和定位進(jìn)行必要的闡述。

電力線路；在線監(jiān)測；故障精確定位

電力線路的在線監(jiān)測是找出電力線路運行中的隱患故障，并對該隱患進(jìn)行及時處理；線路發(fā)生故障后的故障精確定位是幫助維修人員快速判斷故障原因，然后進(jìn)行故障恢復(fù)處理，進(jìn)而不影響居民的正常用電。然而，在實際的電力線路運行中，其在線巡視監(jiān)測和故障精確定位還有一些細(xì)節(jié)方面沒有處理好，需要進(jìn)一步進(jìn)行改善。

1 電力線路在線巡視監(jiān)測的兩種方式

電力線路在線巡視監(jiān)測包括人工巡視和直升機在線巡視兩種監(jiān)測方式。人工巡視監(jiān)測方式是由巡視人員利用紅外線成像儀、攝像機等電子智能設(shè)備完成電力線路的在線巡視監(jiān)測工作。具體的在線巡視監(jiān)測內(nèi)容如表1所示。

對于電力線路在線巡視監(jiān)測的人工巡視來說，耗費的資金成本較高，而且在一些復(fù)雜的地形區(qū)域會加重人工巡視的工作量。因此，電力線路在線巡視監(jiān)測人員更加偏向直升機巡視，直升機巡視較為簡單是指直升飛機按照電力線路飛行，工作人員對沿岸電力線路的異常情況進(jìn)行記錄，但礙于惡劣氣候條件的限制，會對直升飛機在線巡視監(jiān)測產(chǎn)生一定的安全風(fēng)險。因而無論是人工巡視還是直升機巡視，對電力線路在線巡視監(jiān)測都會造成“漏失”，而且不能實現(xiàn)在線監(jiān)測和狀態(tài)檢修的同步操作，這就造成電力線路在線巡視監(jiān)測的經(jīng)濟(jì)損失。

2 電力線路監(jiān)測和故障定位的國內(nèi)外現(xiàn)狀

當(dāng)前最為常見的巡視方式是故障指示器和IC卡技術(shù)。在輸配電系統(tǒng)中，尤其是大量使用環(huán)網(wǎng)負(fù)荷開關(guān)的配電系統(tǒng)中，當(dāng)下級配電網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)短路故障或接地故障時，利用故障指示器就能在規(guī)定時間內(nèi)對上一級供電系統(tǒng)進(jìn)行分?jǐn)啵瑥亩苊獍l(fā)生嚴(yán)重的故障。電力線路的在線巡視主要是利用桿塔上的監(jiān)視系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)及紅外線成像儀等智能電子設(shè)備，根據(jù)電力線路在線巡視系統(tǒng)所反饋回來的異常數(shù)據(jù)，來對電力路線的運行狀況進(jìn)行實時的分析檢測。電力線路的中性點接地方式的不同給相關(guān)研究人員帶來了很大的技術(shù)困擾。饋線自動化開關(guān)的發(fā)展與成熟成為近年來的關(guān)注熱點。饋線自動化主要是利用計算機技術(shù)、電子技術(shù)及通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)來對電力線路的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，并對線路開關(guān)進(jìn)行合閘、分閘等遠(yuǎn)程遙控操作，在很大程度上能起到節(jié)省人力資源的作用并能夠逐步實現(xiàn)配電的自動化發(fā)展。

3 電力線路故障精確定位

3.1 故障測距

故障測距方法，常常用來解決在多分支下多個測量點的精確定位等問題，在故障特征微弱的情況下，故障穩(wěn)態(tài)量方法可能導(dǎo)致失效。故障分析法是利用故障時采集的工頻電壓、電流量等相關(guān)數(shù)據(jù)，在經(jīng)過工作人員進(jìn)行整理和分析，判斷和定位故障點的距離?？墒牵_定系統(tǒng)操作和線路等特性在已知的條件下，電力線路故障時，測量點的電壓、電流量是故障點距離的函數(shù)，因此完全可以用故障時記錄下來的測量點電壓和電流量分析計算，得出故障點的位置。隨著計算機技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，故障分析法還能夠自動化設(shè)備有效地完成。由于該方法會受到系統(tǒng)阻抗和故障點過渡阻抗的影響，會導(dǎo)致故障測距精度低下。電力路線中故障測距是為了高效無誤地定位故障的精確位置，從而減少故障點查找困難、巡線勞動強度大等事故，避免過多的線路出現(xiàn)停電或故障情況。

3.2 區(qū)段的定位

首先，當(dāng)接地時，變電所終端根據(jù)零模電壓變化進(jìn)行啟動，并選擇合理的故障線路；其次，各出線的饋線終端根據(jù)檢測點零模電流的突變狀況進(jìn)行啟動；主站接收終端的數(shù)據(jù)后，對故障線路的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。但是這些方法對于母線反射波的反應(yīng)幅度較為強烈，不容易得到精確結(jié)果。近年來饋線自動化技術(shù)得到快速的發(fā)展和應(yīng)用，饋線自動化應(yīng)用上有就地控制方式和遠(yuǎn)方控制方式。前者主要通過重合器和各分段斷路器來進(jìn)行故障判斷，包括多級重合器、重合器和分段器結(jié)合、重合器與自動配電開關(guān)結(jié)合等方案，不需要主站控制，具有成本低見效快的優(yōu)勢，但是這種方法的開關(guān)設(shè)備過于復(fù)雜不適用大部分工作區(qū)域，給維修人員帶來了一定的困難；后者主要通過負(fù)荷開關(guān)和FIU系統(tǒng)來實現(xiàn)，通過FIU將現(xiàn)場故障信息發(fā)至主站再由主站對故障進(jìn)行定位分析并控制開關(guān)。此外，F(xiàn)IU在基于故障電流狀態(tài)差動的原理上，可以作為各分段斷路器的饋線保護(hù)，表現(xiàn)為當(dāng)主保護(hù)拒動時，變電站開關(guān)會跳開然后由配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行分析判斷，以遠(yuǎn)程遙控的方式來隔離故障并盡快恢復(fù)故障區(qū)域的正常供電。

[1] 鐘準(zhǔn)昆. 電力線路在線巡視監(jiān)測及故障精確定位的研究[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，25：200-201.

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