鄭杰勇

摘要：在電力系統(tǒng)中，架空輸電線路是一個(gè)重要的組成部分，其關(guān)系著供電的穩(wěn)定性和可靠性。然而，在架空輸電線路實(shí)際運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障，影響正常的供電，因此，做好故障診斷工作對(duì)于架空輸電線路而言是十分重要的。本文首先介紹了架空輸電線路故障智能診斷系統(tǒng)的組成、工作流程以及故障識(shí)別原理，然后對(duì)架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探析。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路；跳閘故障診斷；診斷系統(tǒng)

0.引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民的生活水平得到了很大的提升，對(duì)電力的需求也變得越來越大，同時(shí)對(duì)供電的可靠性和穩(wěn)定性也提出了更高要求。架空輸電線路在電力系統(tǒng)中起著重要的作用，因此做好架空輸電線路工作避免發(fā)生跳閘故障成為電力系統(tǒng)的一個(gè)重要研究課題。目前，架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于架空輸電線路診斷工作中，能夠?qū)μl故障進(jìn)行智能診斷，因此，研究架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)具有一定的必要性。

1.架空輸電線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的組成

輸電線路故障智能診斷系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采用了分層分布式的體系，系統(tǒng)的主要構(gòu)成有三個(gè)部分，一部分是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端，一部分是工作站，還有一部分是數(shù)據(jù)中心，和其他兩個(gè)部分不同，數(shù)據(jù)中心還可以另外提供一個(gè)功能，也就是WEB服務(wù)查詢。工作站與數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端都是相互連接的，連接方式采用的是廣域網(wǎng)。架空輸電線路故障智能診斷系統(tǒng)雖然作為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)，但是實(shí)際上其也是輸電線路工況在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)另外的組成部分一同分享監(jiān)測(cè)信息。

1.2線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的工作流程

在輸電線路故障智能診斷系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端是重要的組成部分，這一部分主要安裝在輸電線路導(dǎo)線上，一旦輸電線路發(fā)生故障，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端就會(huì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包含三個(gè)部分，一部分是故障行波電流，一部分是工頻故障電流，一部分是諧波電流，在監(jiān)測(cè)的過程中會(huì)收集相應(yīng)信號(hào)，收集完畢后會(huì)傳送到數(shù)據(jù)中心。為了實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)場(chǎng)終端的通信，會(huì)用到GPRS，數(shù)據(jù)中心進(jìn)行通訊時(shí)，會(huì)將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端傳上來的信息全部接收，同時(shí)還會(huì)傳給現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端相關(guān)的控制信息[1]。然后，對(duì)于已經(jīng)傳上來的故障信息，數(shù)據(jù)中心會(huì)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)診斷，之后將信息和結(jié)果一并保存入庫。工作站的位置處于室內(nèi)，在每個(gè)管理辦公室里都會(huì)有所分布，可以實(shí)現(xiàn)人工操作，其主要功能是建立和設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、對(duì)信息以及結(jié)果進(jìn)行查詢等，還有一個(gè)非常重要的功能，是實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端的控制設(shè)置。

1.3線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的故障識(shí)別原理

架空輸電線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)在實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用過程中，其檢測(cè)的裝置是分布在各個(gè)輸電線上的，從而可以起到分接輸電線路的作用，對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。首先，在分析過工頻故障電流后可以準(zhǔn)確的確定出故障所處的范圍，然后采用行波定位的方式更加精確的指出故障的具體位置，能夠降低其他因素對(duì)信號(hào)的干擾，提升監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度，最終查找到準(zhǔn)確的故障位置。如果故障發(fā)生的位置處在監(jiān)測(cè)終端與變電站之間時(shí)，工作故障信號(hào)的方向是一樣的，可以通過紀(jì)錄信號(hào)的方式來準(zhǔn)確判定故障的位置。線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)針對(duì)不同性質(zhì)的故障，識(shí)別的方法也會(huì)有所不同。

2.架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

2.1利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于規(guī)模較大的時(shí)間動(dòng)力系統(tǒng)，具有非線性功能，能夠協(xié)同處理信息。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)都并不復(fù)雜，其功能也十分簡易，但是當(dāng)眾多神經(jīng)元組合到一起形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，其作用是不可小視的[2]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字計(jì)算機(jī)相比，其在集體運(yùn)算以及適應(yīng)能力上更加強(qiáng)大，不僅具有很強(qiáng)的抗變換性，還具備很好的容錯(cuò)性，因此，目前在輸電線路跳閘故障智能診斷上得到了很好的應(yīng)用。而模糊規(guī)則的表述破了一定的分明集界限，表達(dá)方式更加自然，能夠借助一些邏輯推理表述出連續(xù)的函數(shù)，從而調(diào)整智能診斷系統(tǒng)的參數(shù)，增加診斷的準(zhǔn)確率。通過對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)的結(jié)合，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在架空輸電線路跳閘故障診斷中發(fā)揮出突出的作用。

2.2定位故障位置，有效識(shí)別故障

架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)能夠定位故障所在的位置，并且還能夠有效的識(shí)別出故障的性質(zhì)，起到協(xié)助判斷的作用，有利于輸電線路的故障維修工作。例如，某地區(qū)500kV架空輸電線路中，有100km在最近的時(shí)間內(nèi)發(fā)生過跳閘事故，因此該地區(qū)相關(guān)電力人員在48號(hào)桿塔、110號(hào)桿塔以及135號(hào)桿塔處，安裝了架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)，然后收集診斷數(shù)據(jù)。在2016年8月17日17點(diǎn)12分34秒時(shí)，110號(hào)桿塔處的兩側(cè)A開關(guān)出現(xiàn)了跳閘現(xiàn)象，并且重合成功，在對(duì)這一時(shí)間的興波電流波形圖進(jìn)行分析后，分析相應(yīng)的工頻故障電流波形圖，然后在雷電定位系統(tǒng)中進(jìn)行查找，最終判定此事件中的故障并不是雷擊導(dǎo)致。在此基礎(chǔ)上，輸電線路檢修人員開始對(duì)線路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)110號(hào)桿塔的兩邊相放有鳥糞放電的現(xiàn)象出現(xiàn)，留下了一些放電痕跡，但是在架空地線和絕緣子串中卻并沒有任何放電的痕跡出現(xiàn)，根據(jù)這個(gè)結(jié)果檢修人員果斷的采取了維修措施。

2.3對(duì)輸電線路的防雷工作進(jìn)行指導(dǎo)

每一個(gè)地區(qū)的環(huán)境和系統(tǒng)設(shè)施布局都有所區(qū)別，因此每個(gè)地區(qū)輸電線路遭受雷擊的程度和頻率都不盡相同，要想做好輸電線路的防雷工作，應(yīng)該提前知曉每一個(gè)地區(qū)的雷擊發(fā)生頻率以及遭受雷擊的程度，并以此為依據(jù)采取最有效的防雷措施。在這種基礎(chǔ)上進(jìn)行防雷工作能夠節(jié)省成本，減少人力、物力、財(cái)力的投入，并且能夠篩選出最優(yōu)的防雷措施，能夠使防雷效果應(yīng)該明顯，大幅度提升輸電線路的穩(wěn)定性和可靠性[3]。例如，某省220kV關(guān)泉線2016年4月22日在雷電天氣的影響下，39～46桿塔與224～234桿塔之間的雷電活動(dòng)非常強(qiáng)烈，架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)顯示，在此次雷電事件中，39～46桿塔與224～234桿塔之間的雷擊和其他段桿塔的累積程度相比要嚴(yán)重很多，一共遭受4次雷擊，其他桿塔幾乎沒有發(fā)生雷擊現(xiàn)象，發(fā)生了雷擊現(xiàn)象也有且只有一次。由此可以看出，架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)在診斷雷電的能力上是非常強(qiáng)大的，完全可以以此為依據(jù)對(duì)輸電線路的防雷工作進(jìn)行指導(dǎo)，從而采取最優(yōu)的防雷措施。

3.結(jié)語

綜上所述，本文對(duì)線路跳閘故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行了分析，線路故障跳閘故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成包含現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端、工作站以及數(shù)據(jù)中心三個(gè)組成部分，每個(gè)部分都有著重要的作用，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)架空輸電線路故障跳閘故障的診斷。在實(shí)際生活中，架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)有著十分廣泛的應(yīng)用，能夠定位故障的準(zhǔn)確位置、識(shí)別故障的性質(zhì)，并且能夠?qū)旊娋€路的防雷工作進(jìn)行指導(dǎo)，協(xié)助電力人員采取最優(yōu)的防雷措施。為了提升供電的安全性和可靠性，電力行業(yè)人員應(yīng)積極使用架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上不斷的進(jìn)行研究，優(yōu)化架空輸電線路跳閘故障診斷系統(tǒng)的性能，推動(dòng)電力事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]裴慧坤，岳鑫桂.智能故障定位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在高壓架空線路跳閘分析中的應(yīng)用[J].中國高新企業(yè)，2012（27）.

[2]吳兆鑫，王向前，張國清.基于故障原因綜合辨識(shí)的輸電線路跳閘智能分析[J].機(jī)電信息，2013（27）.

[3]孫鑫，楊超.架空輸電線路跳閘故障智能診斷的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，10（18）：108～110.