探究输配电线路运行短路故障自动检测方法

探究输配电线路运行短路故障自动检测方法

蔡鹏康,戴正飞

国网安徽省电力有限公司全椒县供电公司 安徽省滁州市全椒县 239500

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；故障仿真模型

引言

在配电系统正常运行的过程中，其线路的维稳工作是整个运营过程当中的重要管控环节，其占据了较为主导的地位。配电线路的运行安全性，可靠性以及稳定性保障了系统能够为社会生产以及公民用电提供良好条件。电力企业要不断提升线路运行控制水平，确保各条线路能够长期稳定运行，最大程度上保障居民用电的安全。可采取不定期的对线路进行预防性维护，一旦发现线路故障问题或者风险问题，就要及时反馈到检修部门，对其进行全面的检测，并根据相关规范进行维护，从根本上保障配电系统的运行安全，不断提升现场，维护人员的安全防范意识，从而保障线路能够长期稳定的运行。

1故障的在线监测装置

传统的监测设备已经无法满足配电系统的发展，自动化的监测技术应运而生。这项技术能够精准地找到故障的位置。为了全面地监测线路系统，应该对现有的故障指示器予以改进和完善。而传统的指示器，比如电缆型、架空型等设备，在确定线路中故障发生的位置方面精准度太低，只能提示发生了故障，但是却无法给出具体的定位信息，且效益较低，无法自动化地监测系统。故障指示器在现实的运作中往往会发生短路的情况。这主要是因为当下的指示器的类型众多，但是产品的品质却没有保障。此外，线路和作业的情况又存在着很大的不同，且研制单位没有对其产品展开进一步的技术探索。作为电力单位，也应该在对相关指示器展开电气试验之后，再进入实际的配置环节。但是，中国在现阶段尚未对试验的内容制定统一的规范。目前，常见的监测形式是人为监测，但是这种形式很容易发生错误，而且工作量太大、耗时太大，降低了运作的效益。在这样的背景下，云南电力试验研究院充分研究了现行的电力标准，并在此基础上设计了地方的执行规范，从而提升了监测技术自动化在实际生产时的运作效益。自动化的在线监测技术还能够在对线路的平稳运作提供支撑的同时，对相关产品展开测试，并持续提升其质量和效益。对产品的监测中，既包括了故障指示器的运作状态和效益，也包括了通信的规约部分。

2电力输配电线路运行短路故障自动检测方法研究

2.1优化和完善管理制度的维护措施

（1）输配电线路运行过程当中所出现的故障普遍都是突发性的，需要加强日常管理，满足故障问题科学应对要求。实践中需要将精细化管理及创新理念、丰富的专业理论知识等要素整合应用于输配电线路运维管理制度中，增强其适用性，及时消除线路及配电系统运行中可能存在的安全隐患，从而优化输配电线路安全性能及增加生产效益的目的。（2）通过对输配电线路功能特性及故障处理重要性的综合考虑，将运行维护及管理制度实施到位，实现对输配电线路故障问题的科学处理，高效地完成好线路维护计划。同时，管理及维护人员在实践中需要明确自身的职责范围，及时开展输配电线路运行维护及管理工作，降低应用过程中安全风险发生的概率，避免影响电力生产效益及供电效果等。

2.2提取短路故障特征

针对不同故障类型提取多组不同短路故障特征，但由于VMD算法无法表征多尺度下的故障信号特征，所以在本环节中，利用多尺度熵弥补VMD算法的不足，提取故障信号的不同尺度特征，最大限度挖掘发生短路故障时所包含的故障特征，从而获得故障检测所需的特征向量。多尺度熵的参数包括嵌入维数m、尺度因子β、相似容忍度f，计算时间序列尺度因子的长度均值，生成不同时间序列，根据多个序列得到多尺度熵。

2.3短路故障的检修技术

一旦供电线路出现短路问题，供电线路内部的导体便会持续升高，温度不断升高的同时，破坏线路外部的绝缘体，当温度过高时其内部导体也会崩溃和熔化，致使设备损坏。当高压电网出现短路故障时极易产生电网瓦解现象，短路过程当中产生的电弧，火花会引起大规模火灾爆炸等恶性事故。对待各种问题就要致敬行之有效的短路故障预防方案，可从以下几方面入手进行规划。第一，提前计算短路的实际电流，选择较为适合的电力设备，将设备的额定电压和线路的额定电压控制一直。第二，控制好继电保护装置的整定值以及熔体的额定电流，应用快速电断电保护装置，确保在发生短路的过程中能够将电流迅速切断，杜绝短路电流持续时间过长，从而降低段落故障过程当中造成的损失问题。第三，杜绝出现带电拉刀闸，带电合接地刀闸，在线路施工完毕之后便要立即将接地线拆除，电力企业要定期对线路和设备进行巡视和检查，及时发现线路之间的漏洞和缺陷，并采取措施进行快速检修维护。在电气设备带电安装和检修的过程中，相关的技术人员不能触碰接电线路，最大程度上降低，是误操作的产生。

2.4系统框架的制定

制定配电线路的方案过程中，针对通讯模块的建设方面，可以实现包括通信中继等不同的作业。同时，其他的通信模块在其中也能够凭借和FTU的连通，收集相关的开、关信息，从而完成不同电网装置上遥测、遥信等数据的整理和处理等作业。此外，相关设计师也能够凭借所搭建的网络实现通信，使信息输入主站的系统，从而使得相关工作人员能够系统地监控整个电网的情况。唯有如此，才能够通过实时监测设备精准地发现线路中存在的问题和故障，并自动使获取的数据分享到工作人员的管理平台上。这种技术和管理模式不仅仅能够使信息平台有效地运作，同时，在出现停电等故障的情况下，也能够帮助工作人员展开维修的作业。（1）工作人员要事先制定故障的报警阈值。（2）一旦发生电网故障时，工作人员应该找到问题所在，并且改进其处置的环节。同时，加强和生产、管理部门的沟通，并向营销部门反映相关作业内容，以此让不同的部门协作、促进数据在不同部门之间的共享。

结语

在不同管理及维护措施的支持下，有利于降低线路运行中的故障发生率，满足配电系统稳定运行要求，为输配电线路运行中的安全性能优化提供专业保障。因此，未来在提升供电水平、加强输配电线路运维管理过程中，需要了解不同的问题，加深对改进措施使用的重视程度，逐渐实现电力生产成本最低化及效益最大化的长远发展目标。在此基础上，有利于提高输配电线路运行质量，丰富运维管理方面的实践经验。

参考文献

[1]李庆江.配电线路故障在线识别和诊断系统的设计[J].电子元器件与信息技术,2018(09):79-82.

[2]邹敬龙.配电线路故障在线监测装置自动化检测技术的实际应用[J].机电工程技术,2019,48(12):213-215.