陳錦松

中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司天生橋局 貴州 興義 562499

1 前言

在國內(nèi)經(jīng)濟(jì)市場蓬勃發(fā)展的大環(huán)境支持下，國家對電能的需求量也得到相應(yīng)的提高，持續(xù)穩(wěn)定的提供電能已經(jīng)成為了一個(gè)對城市最基本的生活保障。高壓直流輸電與交流輸電相比較之下，前者桿塔結(jié)構(gòu)簡單，線路造價(jià)成本低，在增強(qiáng)系統(tǒng)中可靠性更高，并且不增加限制電路系統(tǒng)的短路容量，便于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的非同期聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行以及不同頻率的電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，適用于高電壓、遠(yuǎn)距離、大容量輸電。正因?yàn)槠涿黠@的優(yōu)勢，直流輸電也得以迅速穩(wěn)健的發(fā)展，于此同時(shí)，怎樣維持高壓直流輸電系統(tǒng)的性能，確保系統(tǒng)高效、可靠、安全的運(yùn)營并及時(shí)預(yù)測可能出現(xiàn)的系統(tǒng)故障，成為當(dāng)前電力從業(yè)人員面臨的一大挑戰(zhàn)[1]。

2 常見故障特征分析

基于高壓直流輸電線路的高速建設(shè)以及大范圍運(yùn)營，一部分關(guān)于直流線路管理運(yùn)營問題也相繼出現(xiàn)，目前來說，在管理運(yùn)行工作中的一大難題就是直流輸電線路的雷害防治工作等，下面文章針對幾個(gè)常見故障進(jìn)行分析，并對其特征進(jìn)行描述:

2.1 雷擊 雷擊的主要特征有再瓷質(zhì)絕緣子表面放電的痕跡相對比較明顯，燒傷位置的中間一般是白色或者在白色部分中帶有一些小黑點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致瓷釉發(fā)生掉落的情況，另外在痕跡的邊緣則通常是黃色或者黑色。相對玻璃絕緣子來說，放電的痕跡就沒有那么明顯，但是放電弧會(huì)在玻璃鋼裙邊形成很多小塊的暗紋，當(dāng)電流強(qiáng)度不斷增加時(shí)，就很有可能會(huì)發(fā)生自爆的現(xiàn)象[2]。

在高壓直流輸電線路兩個(gè)極的電壓極性是相反的，根據(jù)物理學(xué)中異性相吸、同性相斥的原理，電云可能會(huì)向不同極性的直流極線放電。所以針對雙極直流輸電線路來說的話，兩個(gè)極在相同的地點(diǎn)相同的時(shí)間被雷擊中的概率微乎其微。而一般的直流線路被雷擊的時(shí)間并不長，雷擊令直流電壓突然升高后再下降。假如直流線路絕緣無法承受突然提高的電壓時(shí)，就有可能導(dǎo)致直流線路發(fā)生對地閃絡(luò)放電的情況。

2.2 污閃 污閃的主要特征是會(huì)沿絕緣子的表面進(jìn)行放電，大多數(shù)絕緣子表面會(huì)造成各個(gè)程度的不同燒傷，通常放電通道產(chǎn)生的燒傷痕跡也不會(huì)是直線的形狀，往往沒有規(guī)律的分布在絕緣子表面。與此同時(shí)，導(dǎo)線往往不會(huì)存在明顯灼傷痕跡，而金具和絕緣子的鋼帽、鋼腳等銜接部分在一定程度上會(huì)出現(xiàn)輕微灼傷的痕跡。相對于平時(shí)正常狀態(tài)下的絕緣子，發(fā)生故障問題絕緣子的放電聲音也會(huì)有所不同，前者的放電聲音一般是有規(guī)律可循的“沙沙”的聲音，而后者放出的放電聲音則是“嗞嗞”作響。

3 高壓直流輸電線路故障定位方法分析

高壓直流輸電線路相對來說情況比較復(fù)雜特殊，一旦其出現(xiàn)故障問題就會(huì)影響正常供電服務(wù)，為了更好的判斷該故障發(fā)生在什么位置，一般主要采用行波法和故障分析法這兩種方式。在相關(guān)工作人員進(jìn)行直流輸電線路故障定位時(shí)，其方法往往是非常多樣化的，這就要求我們在掌握理論知識(shí)的同時(shí)，還要切實(shí)了解其中的技術(shù)要點(diǎn)，以便于在實(shí)際操作過程中更好的運(yùn)用[3]。

與傳統(tǒng)的行波法有所區(qū)別，目前主流的行波法除了包括單端法和雙端法，還另外涵蓋小波變換法、數(shù)學(xué)形態(tài)法、希爾伯特—黃變換法、固有頻率法以及獨(dú)立分量法等等。其中希爾伯特黃變換法是一種新型的極具代表性的信號(hào)處理技術(shù)，對處理非線性以及非平穩(wěn)信號(hào)有清晰的物理意義，使用得當(dāng)?shù)那闆r下，不止可以對行波波頭進(jìn)行有效檢測，還能對計(jì)算故障距離起到幫助作用，同時(shí)再與信號(hào)自身在時(shí)域中實(shí)施自適應(yīng)的分解進(jìn)行結(jié)合，不會(huì)引發(fā)在奇函數(shù)和分解尺度上的選取問題[4]。

而對于故障分析法，若是依據(jù)電氣量來源進(jìn)行區(qū)分，也可分為單端法和雙端法兩種方式，而依據(jù)線路模型進(jìn)行區(qū)分，則又可將其分為集中參數(shù)法與分布參數(shù)法兩種方式。另外，將其依據(jù)電氣量的形式進(jìn)行區(qū)分，可以區(qū)分為頻域法和時(shí)域法兩種方式。其中對于直流輸電線路故障測距問題，分布參數(shù)法有自己獨(dú)特優(yōu)勢，利用其可以做到對任意定位的暫態(tài)到穩(wěn)態(tài)時(shí)段中數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，從而直接可以運(yùn)用到相關(guān)的故障數(shù)據(jù)，并且不需要另外進(jìn)行時(shí)域頻域的轉(zhuǎn)換。該方法主要是以分布參數(shù)模型為基礎(chǔ)對故障進(jìn)行定位，從而通過兩端打壓和電流對兩端沿線電壓的分布進(jìn)行計(jì)算，通過電壓故障點(diǎn)對故障進(jìn)行定位。

4 結(jié)束語

綜上所述，高壓直流輸電在我國輸電中占據(jù)著不可比擬的位置，其本身先天具有的很多優(yōu)勢，讓其在高電壓和大容量及遠(yuǎn)距離的輸電工程中得到了全面運(yùn)用，同時(shí)又因?yàn)槠渚€路故障定位存在很多高難度的問題，無時(shí)無刻不在要求著我們必須加快對這一問題分析與處理，希望本文中對高壓直流輸電線路故障定位方法分析，可以有效幫助到相關(guān)工作人員找到故障并排除故障，以便于為眾多電力客戶提供更加優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)。