电力输配电线路运行短路故障自动检测方法研究

陈锋 唐琳玲

摘要：经济飞速发展离不开电力支持，同时较大的电力需求促进了经济快速发展，可见电能的质量变得越来越重要。输配电作为给用户直接提供电能的环节，以串联电容的方式补偿电抗，优化输配电线路的工作稳定性。但随着城市化进程发展加快，越来越多的建筑、行业以及其他用户，对于电能的需求越来越大，为了实现“覆盖式”供电、合理调度用电，现阶段的电力输配电线路结构变得越来越复杂，包含的支路逐渐增多，产生了大量故障问题，其中短路故障最为明显，大约有10种故障类型。此种情况下的输配电网运行，需要利用故障检测方法，排查短路故障问题，但目前的检测方法对于故障类型的分析较为单一，导致检测存在极大误差，给实际维修工作带来困难的同时，也耗费了宝贵的维修时间，针对这一问题研究全新的电力输配电线路运行短路故障自动检测方法。

关键词：电力;输配电线路;短路故障;自动检测

1.配电线路故障自动检测技术发展

新时期对电路故障检测设备提出了更高的要求。为了实现配电网自动化，更准确地定位配电线路故障，有必要加强在线监测设备的合理应用，通过优化故障指标，实现对配电线路运行的全方位监测。以往的架空故障指示器和电缆故障测距装置虽然能够在运行过程中发现配电线路的故障问题，但其性能不是很高，无法实现电网故障问题的自动监测。目前市场上故障指标种类较多，质量不一致。另外，实际应用环境复杂多变，会导致故障指示灯短路等问题。这就要求相关企业加强对在线监测装置自动化技术的合理应用并进一步发展。在安装故障指示灯之前，必须按照相关标准进行电气试验。但是，目前中国还没有出台相关的检测标准。如果采用以往的人工检测方法进行检测，不仅效率低下，而且可能会出现一些错误，影响配电线路运行的可靠性。为解决上述问题，云南省电力试验研究院通过对国家电力行业标准的分析，从源头上制定了地方标准。在此基础上，实现了配电线路故障在线监测装置的优化，加强了自动检测技术在此过程中的有效应用。此外，在线监测装置的自动检测技术不仅可以保证配电线路的稳定运行，还可以实现批量产品测试，不断提高检测效率，并根据故障指示器中的通信协议和功能性能对相关装置进行检测。

2.造成电力输配电线路运行短路故障的原因

（1）由于输配电线路运行中的防护工作开展缺乏有效性，对科学防护的重要性认知方面存在偏差，使得外力破坏作用下的输配电线路在实际运行中发生了短路故障，影响电能输送效率，输配电线路运行质量、安全性能等方面得到的科学保障有所减少。（2）在输电线路较为密集的区域，因鸟类巢穴的存在及飞行影响线路运行安全性，会导致发生短路故障，给线路运行水平提升中带来了制约。（3）自然灾害的发生，也会影响输配电线路运行效果，引发短路故障问题，尤其是雷雨天气。当输配电线路运行中受到了雷击事故的影响，会使绝缘子发生击穿或闪络问题，造成线路短路故障的出现，降低配電系统运行效率，阻碍着电力建设事业的长效发展。

3.电力输配电线路运行短路故障自动检测方法策略

3.1测试环境准备

针对研究的检测方法搭建实验测试环境，选择监测终端、智能集中器和后台主站。选择的监测终端适用于110kV～500kV电压等级的输配电线路，当输配电线路运行正常时，可以定时上传输配电线路的感应电流，通过建立的故障仿真模型分析电流状态。当发生不同类型的短路故障时，监测终端通过闪光警示功能和射频通信功能，为智能集中器提供关键数据。智能集中器被安装在电力杆塔上，接收监测终端发送的实时数据后进行转发，上传到主站。

3.2 AI技术的应用

在无人机输电线路巡检工作中，利用AI技术对无人机巡检线路进行合理规划，并对采集到的图像进行识别。后台控制服务器根据前端无人机传感器和激光器传输的图像信息进行图像识别和分析，利用AI图像识别系统对输电线路图像进行检测，获取到关于区域输电线路分布的基本情况，形成较为完整的线路图。然后计算程序根据无人机的负载能力和续航能力计算无人机一次的巡检距离，得到一个可靠的距离范围，再根据输电线路图像及分布情况作出无人机巡检线路的初步路线规划。

3.3加强管理、优化检修工作

部分输电线路会建立在环境较为恶劣的荒郊野岭当中，当线路和自然环境接触时间过长时，便会极易受到自然因素的影响，从而大大提升了配电网络运行过程当中的设备压力。为了避免设备在运行的过程中出现故障，电力企业在日常检修维护的过程中，要细化检查工作内容，以最快的速度找出故障的产生位置，采取预防措施在事故多发区域当中。目前，一旦线路在运行的过程中出现设备异常问题，相关技术人员便会采用定位技术进行故障探查，同时自动化配网应用水平也在不断提升，从而有效提升我国输电线路故障问题的排查速度。

3.4定期维护输配电线路

制定严格的管理考核制度约束工作人员，要求工作人员定期保养设备，做好维护工作，及时排查解决输配电线路中存在的隐患，如果无法当场解决，则须按照事故应急预案处理，消除隐患。输配电设备的运维工作，一般以检修为主，对其维修，尽量减少设备维修次数，保证设备稳定运行。如果无法维修，则需借助先进的检测手段，提高工作效率和质量。针对雷击高发区，采取有效的电压保护措施，完善电压线路的巡查制度，能够保证线路安全运行。

3.5控制自然灾害的维护措施

运维管理部门需要及时获取丰富的气象信息并充分利用，及时开展运行维护及管理工作，为线路安全运行提供专业支持。与此同时，应充分发挥高素质检修维护队伍的专业优势，尽量避开雷电多发区、树木较多的区域等，从而为输配电线路的稳定运行打下基础。

结束语

创新检测方法，利用新的仿真模型细化了不同类型的短路故障，为特征提取工作提供了可靠的前提条件。但综合整体设计来看，新的检测方法计算步骤和涉及的参数较多、设计方法较为复杂，在实际工作过程中增加了难度，今后可以简化部分计算步骤，或优化仿真模型，减少由于计算可能带来的问题。

参考文献

[1]刘强.浅析电力系统中配电线路检修技术[J].中国新通信，2020，22（15）：221.