配电线路在线故障识别与诊断方法的研究

摘  要  我国的电力事业随着国内经济社会的快速发展而呈现上升发展趋势。配电线路在电力系统中连接发电厂和终端用户，其质量直接制约着供电系统供电能力的强弱和供电系统的正常运转，因此，配电线路的作用和地位就不言而喻。然而，在实际使用过程中，供电系统常常会因为配电线路出现故障而暂时瘫痪，影响着配电网运行的安全性。

关键词  配电线路;在线故障识别;诊断方法;研究

中图分类号：TM75      文献标识码：A      文章编号：1671-7597（2014）22-0048-01

1  配电线路在线故障的识别

1）高阻故障。高阻故障的发生主要有两种情况。第一类情况为正常运作的配电线路发生断裂，并与高阻抗的相触;第二类情况为正常运作的配电线路发生断裂，碰到了线路周围的物体，这两类情况都会导致配电线路高阻故障的发生。在配电线路的实际运作过程中，就存在很多引发高阻故障的可能性。例如，配电线路经过的地方，往往存在很多建筑体和树木，而它们表面都存在短路的情况;此外，碎石、沥青等在受到闪电和雷击的情况下，很容易引发电力线路的高阻故障。当高阻故障情况发生时，电流水平要低于由于直接短路接地引起的电流水平，而水平较低的电流水平给配电线路的在线故障识别增加了很大的难度，采用传统的过电流保护方法是无法检测出这类高阻故障的。因此，当此类高阻故障发生时，会导致配电系统产生更为严重的电力故障，很有可能导致触电现象和火灾的发生[1]。

2）单相接地故障。单相接地故障是配电线路中发生频率最高，查找难度最大的电力故障[2]。电力电路中的暂态信号保存着大量有关电力故障的各种信息，而且暂态过程能够避免接地方式的制约和影响，对暂态过程中的信息分析十分重要。当配电线路中发生单相接地故障时，通过科学地分析和研究电容和电流的暂态分量，可以有效地帮助恢复电网的正常运作。

3）间歇性故障。间歇性故障是指正常运行的配电线路会出现间歇性的放电现象，放电的同时伴随有弧光的产生[3]。配电线路中的间歇性故障具有瞬时性和重复性的特征，相邻两次间歇性故障的发生时间会不断延长，从最初的几秒逐渐到几分、几小时甚至是几天，而且该故障发生是毫无规律的，十分随意。当配电线路发生间歇性故障时，电力公司的工作人员要及时查找该故障发生的具体原因，查明原因后，立即采取针对性的维修和保护措施。如果电力工作人员没有在第一时间查找到引发间歇性故障的因素，缺乏对该故障的维护，将对在极大程度上阻碍配电线路的正常运行，给国内经济发展造成巨大的损失，给人们的正常生活带来极大的不便。

2  配电线路在线故障诊断的方法

1）被动式定位法。被动式定位法主要是通过区段查找法、阻抗法、行波法这三种方式实现的。首先，区段查找法。区段查找法通过使用配电网自动化设备对配电线路各个区段进行被动式定位，这样可以清晰明了地查找出配电故障发生的区段。区段查找法通过确定配电线路故障发生的区段来达到缩小故障的查找范围，锁定故障发生的具体位置，极大程度上缩短了故障查找的时间以及花费的人力、物力和财力。阻抗发的最大优势是投资少，成本低，然而，其在具体的实施过程中受到路径阻抗、线路负荷和电源的制约和限制较大。行波法的突出优点是具有相当高的准确度，然而，采用行波法诊断配电线路的故障需要花费挺长一段时间，不能及时地诊断出配电网中的故障。

2）主动式定位方法。主动式定位方法主要包括以下三种具体方式S注入法、中性点脉宽注入法、交直流综合注入法。S注入法的运作模式是通过发射信号对配电线路的故障点进行追踪和定位，因此，在这方面，S注入法查找配电网中故障的精确度相当高，然而，这种方法对于配电线路的在线定位无法发挥作用。而对于中性点脉宽注入法这种电网故障检测方法，其不受各种条件的制约和限制，自身也没有缺陷，因此，采用中性点脉宽注入法可以高效地检测出配电网中的故障，具有安全性和可靠性。相对于中性点脉宽注入法这种电网故障检测方法而言，交直流综合注入法则是一种缺陷比较多而且效率十分低的电力故障检测方法。当配电线路出现故障时，采用交直流综合注入法进行检测要承担一定的风险，而且这种方法消耗的时间比较长，而且所需的人力、物力和财力也比较多，无法在短时间内确定故障发生的位置。

3）监测定位方法。监测定位方法的具体实施是通过在配电线路的主要分支点和电力故障高发区段安装探测器，通过探测器，对零序电力的定位故障点进行一天24小时不间断的监测。通过安装探测器，可以准确地检测到配电线路的各种参数，当配电线路的参数发生改变时，可以清楚明了地发现故障发生的具体位置。监测定位方法的缺陷是安装探测器的成本偏高，而且对技术的要求也很高，此外，探测器安装之后的维修工作也十分艰巨，任务量很大，在具体实施中存在一定的阻碍。

4）智能定位方法。智能定位方法这种配电线路故障的诊断方法是在故障投诉信息的基础上，在进行深入的分析和推理，确定配电网中故障发生的具体位置。智能定位方法锁定电力故障发生位置的工作原理是将SVM方法和神经网络方法紧密结合起来，综合运用SVM方法和神经网络方法。为了识别和诊断配电线路中的在线故障，智能定位方法使用于线性可分的数据。

3  结束语

配电线路的在线故障识别与诊断是一个相当复杂的问题，其不仅牵涉到电力系统、电子、通信、检测等领域，而且还涉及到信号处理、机械、自动控制等许许多多的领域，其包含的内容纷繁复杂。因此，为了在最大程度上降低配电线路故障的发生，在配电网的建设过程中，一定要选择质量过硬的配电材料，减少电网因配电线路本身的材质质量问题而出现各种故障。 此外，要具体施工过程中，要严格按照配电线路安装的相关要求和标准来进行，确保配电线路的安全性。本论文提出了一些配电线路在线故障识别与诊断方法的具体方法和措施，这些方法还不是很完善，需要不断地在实践中改进。

参考文献

[1]孙波，孙同景，薛永端，徐丙垠，季涛.基于暂态信息的小电流接地故障区段定位[J].电力系统自动化，2012（03）：52-55.

[2]郑涛，刘万顺，吴春华，刘建飞，焦邵华.基于瞬时功率的变压器励磁涌流和内部故障电流识别新方法[J].电力系统自动化，2013，27（23）：51-55.

[3]杨光亮，乐全明，郁惟镛.基于小波神经网络和故障录波数据的电网故障类型识别[J].中国电机工程学报，2010，26（10）：99-103.

作者简介

贺春茂（1980-），工程师，国网浙江苍南县供电有限责任公司，研究方向：输配电网技术。endprint