架空输电线路跳闸故障智能诊断

郝强　郝屹良

【摘  要】电力线路发展过程中，配电网的线路运营是极其重要的。面对配电线路的实际运行情况，需要及时处理线路的各类配电故障问题，确保配电稳定。采用不同的故障排查操作模式，注重配电线路的运维操作，结合故障内容实施有效的诊断分析，明确其实际的详细标准，加强配电线路的故障思路分配。本文将针对配电线路的故障识别和诊断方法进行分析，注重配电线路的运维操作，排除故障，提出合理的诊断实施方案。

【关键词】架空输电线路;跳闸故障;智能诊断

中图分类号：TM933   文献标识码：A

1 引言

输电线路网络部件的种类繁多，例如绝缘子、均压环、防振锤、杆塔和输电线等。各个部件由于常年暴露在自然环境中，很容易受到天气、鸟类等因素的影响。最常见的天气因素包括雷击、暴雨和高温。这种剧烈的环境条件，很大程度上会导致线路部件产生一定程度的形变，甚至出现自爆现象。而鸟害则是直接对部件进行破坏，从而损害部件性能以至于无法工作。因此，对输电线路部件进行故障分析和检测显得尤为重要。

2 跳闸故障

由于变电系统的电路比较多，不少电力线路直接裸露在外面，容易受到风、雪、雷电等自然灾害的影响，从而导致线路老化、绝缘体破坏，线路出现跳闸故障。线路跳闸故障可分为瞬时故障和永久性故障，其中瞬时故障的概率占整个线路故障的70～80%。造成线路发生瞬时故障的原因主要是由于中性点直接接地系统单相接地，导致故障相电流增大，电压降低。非故障相电压升高，则电流增大，线路负荷增大，非故障相两相电压可能升高到原来的3倍，从而导致线路薄弱环节被击穿，造成相间短路故障，随着事故范围扩大，最终影响到用户用电。短路故障发生时，还会零序电压或者零序电流，且短路电的零序电压最大，电路长期处于故障运行状态，可能导致多点接地短路，弧光接地，从而破坏电力设备，造成大范围停电现象。

3 跳闸故障出现的原因

2019年3月20日06：39，供电公司某110kV变电站A35kVI母上371断路器过流Ⅱ段保护动作跳闸重合不成，造成变电站B全停事故，系保护越级跳闸事故。

各变电站35kV出线断路器保护严格执行保整定原则，采用远后备方式（远后备：当线路或元件故障而保护装置或断路器绝动作时，由各电源侧的相邻元件保护装置动作将故障切除），过流I段保护范围是本线路全长的30%～50%左右，过流II段保护范围是线路全长及延伸至下条线路的20%～30%左右。正常情况下，变电站B322线路因大风、雷暴雨天气原因导致树压线路永久性故障，应由变电站B322断路器保护过流I段0s动作跳闸范围，但因变电站B322断路器保护本身原因导致上一级电源侧变电站A371断路器过流II段0.4s动作跳闸重合不成，造成变电站B失电。当值地区调度员因变电站B322线路断路器无保护信号发出，并询问县调相关情况后，故判断因变电站A371断路器保护过流II段动作疑是371线路末端故障，调度下令将变电站B371断路器由运行转热备用，试送变电站C322断路器（由热备用转运行）因线路故障点存在，变电站C322断路器过流II段动作跳闸，至此判断为变电站B322线路永久性故障。调度下令拉开变电站B322断路器，合上变电站A371断路器后，线路运行正常。合上变电站B371断路器，恢复变电站B供电。

4 自动化监控系统

4.1 厂站端系统

采集变电站中各种表征电力系统运行状态的实时信息，并根据需要向调度控制中心转发各种监视、分析和控制所需的信息。采集的量包括遥测量、遥信量以及保护动作信号等，厂站端以上信息如若上送到调度主站系统，必须能如实反映站端设备的状态量及模拟量。

4.2 数据传输系统

站端系统采集的信息及时、无误地通过信息传输系统送给调度控制中心。现代电力系统中的信息传输系统，传输信道主要采用电话、电力线载波、微波和光纤，偏僻的山区或沙漠有少量采用卫星通信。但是由于电力线载波信道少，传输质量差，因此目前新建变电站均采用光纤通信进行数据传送，不仅可靠性高、速度快、容量大，而且采用光纤通信制造成本也大大降低。

4.3 调度主站系统

1）实时信息的处理。形成正确表征电网当时运行情况的实时数据库，确定电网的运行状态，对超越运行允许限值的实时信息给出报警信息，提醒调度值班人员注意。2）提高电能质量方面。有自动发电控制AGC，以维持系统频率在额定值，控制联络线功率在预定的范围之内。无功电压控制AVC自动投退无功设备保证系统电压水平在允许的范围之内，同时使系统网损尽可能小。3）保证系统安全方面。对当前系统的安全监视、安全分析和安全校正。安全监视是调度员经常要做的工作，当发现系统运行状态异常，要及时进行处理。安全分析主要是预想事故分析，看在预想事故下系统是否仍处在安全运行状态，如果出现不安全运行状态由安全校正功能进行计算并给出校正控制对策。

5 配电线路故障诊断方法

5.1 低压脉冲行波方法

通过低压脉冲行波的操作，调整配电线路的整体运行水平，从而获取有效的高检测效果。依据配电线路的整体故障诊断情况，实施合理的配电线路的故障问题分析。在配电线路的故障分析中，采用低脉冲行波法，将脉冲电压输入到被测试的电缆中，确定故障点位置，分析脉冲障碍的相关阻碍因素。依据测试仪器标准，分析反向脉冲，做好脉冲的故障点距离测定，进而确定检测反向脉冲的故障标准。

5.2 绝缘遥感测试诊断分析方法

绝缘遥感测试分析过程中，通过万用表的数据测量分析，明确配电线路的绝缘电阻标准，分析故障位置和故障类型。对故障点进行分析，确定多分支位置标准，提高故障检测的优越操作。在使用绝缘遥测分析过程汇总，需要保证配电线路无逆向电阻，故障发生位置在电阻的有部分范围内，提高每一次检测的距离控制范围，确保精准度，控制损耗范围。

5.3 配电线路诊断检测的技术培训

按照配电箱线路技术操作管理模式，实施有效的技术检测，注重诊断技术的操作标准规范要求。依据相关操作模式，重视技术人才的培养，加强技术管控，明确技术操作的要素，提高配电线路的实施安全性。依据配电线路电网实施有效的诊断检测分析，注重电网线路的操作运营，结合操作模式，加强配电线路的综合应用，明确技术培训的操作要素，实施技术考核，持证上岗的管控标准原则，注重配电线路的综合技术培养，向国际配电网先进的技术操作模式学习，更新技术设备，培养专业的技术人才，提升配电线路的综合技术水平应用，解决我国配电线路诊断故障技术不足，技術模式不当的情况，确保配电网路技术参数的有效提升，满足现代配电网络建设的操作管控标准需求。

6 结束语

一是加强对变电站断路器保护装置的巡查力度，细化巡视内容，将保护装置相关板卡运行情况加入巡视内容。按保护相关规定，在运的电气设备必须有相应完备保护装置，运行设备不得无保护运行，必须确保运行设备保护正确完好。二是同时联系厂家开发出建立保护装置板卡运行工况监测软件，保护装置板卡故障或损坏后发告警信号，通过相关调度自动化系统发送到调度端，便于调度监控专业通过调度自动化系统监控，及时发现保护设备故障并予以更换，消除保护运行死区。

参考文献：

[1] 兰宏斌，李明，李成峰.架空输电线路跳闸故障智能诊断[J].创新创业理论研究与实践，2018，1（21）：107-108.

[2] 兰宏斌，李明，李成峰.架空输电线路跳闸故障智能诊断[J].农村牧区机械化，2018（05）：45-46

（作者单位：内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电局输电管理处）