中国能源建设集团西北电力建设甘肃工程有限公司 甘肃省兰州市 730070
摘要：本文介绍了光伏电站集电线路、送出线路、配电装置接地故障发生的报警表象、原因分析、及处理方法，强调了安装质量和设计制造质量的重要性。
关键词：光伏电站；集电线路；故障检测
引言
本文以新能源电站集电线路为对象，为了能够实现在此方面的在线检测及故障实时报警，专门设计了可以把集电线路数据实时向监控主机传输的系统。制定了更加完备、系统化的操作方案，即把接收模块（SRD）、短距离中频发射与GPRS通讯以一种合理方式整合在一起；还对系统的基本工作原理及软硬件的构成进行了全面描述。由现场运行结果得知，此系统效果较好，且可靠、稳定。
1光伏电站线路故障概述
光伏电站与火力发电厂相比，发电系统设计简单，但是集电线路相比火力发电厂来说存在点多、线长、面广的特点，同时光伏发电的电能质量杂波较多，功率波动频繁。因此光伏电站在运行过程中出现短路、断路、接地这三种典型线路故障的概率较高，同时三种故障以因果关系经常相伴发生，产生不同的继发故障；不同故障结果的起因有可能单一因素，也有可能是多种因素交织在一起相互影响。这会对光伏电站故障发生原因的分析和判断造成干扰，甚至误判。因此，及时找出故障发生点，并准确判断出故障发生的真正诱因，从而加以消除并不是一件容易的事，本人以自己从事的光伏电站运维经验为基础，总结光伏电站引发线路故障的因素有：①线缆长期运行，绝缘自然老化；②配电装置本身设计不合理、安装和运行维护不良；③安装质量或者线缆采购质量不合格，绝缘强度不够而被工作电压击穿；④设备绝缘正常而被过电压（包括雷电过电压）击穿；⑤设备绝缘受到外力损伤；⑥工作人员由于未遵守安全操作规程而发生误操作；⑦电力线路发生断线或倒杆事故；⑧大风或者树枝导致架空线路相间距离不足发生短路；⑨鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间，或者咬坏设备导线的绝缘等。下面以光伏发电站为对象，对光伏电站线路故障原因分析和处理方法进行总结提练。
2总体方案分析
2.1无线数据传输模块的基本设计与实现
针对无线数据传输模块来讲，其能够依据事先设定好的标准协议，与数据采集设备实时通信，还可以与具体应用设备进行通信，此外，还负责根据实际情况及相关需要，利用或借助当前的各种公用移动网络，把各种数据借助于专门的发射交换系统，实时性或有针对性、计划性与选择性的向服务器不断发送。而在对无线数据终端进行相应设计时，其设计的优劣与好坏，直接影响甚至决定着其通用性与性能，同时还是对整个系统传输质量进行考核的重要指标，除此之外，还是对其操作性能及传输能力展开相应评估与考核指标内容。
2.1.1硬件设计
对于无线数据相应传输模块来考量，从根本上来讲，其囊括如下方面：（1）短距离中频发射与接收模块（SRD），（2）基于GPRS的数据发射模块。而对于各个组所对应设置的故障检测器来分析，从基础层面来考究，主要涉及到3个检测器，并且其依次被安装于不同的线路上（A、B、C三相），因需做到绝缘，因此，在三相间的连接上，不可用电缆，而对于距离相对较短的接收模块，或者是中频发射来分析，其典型作用即为推动各个相之间在通信方面的彼此互通。而对于比较常见的中频模块来考量，或者是与之配套的接收模块来讲，其所选用的频率位于300M~900MHz区间内，而在具体的发射距离上，能够达到100m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本项目由于将产品的基本功耗等问题考虑在内，最终选择的发射频率为432Mhz，而在具体的发射距离上，则控制在<10米，用户可以根据实际需要，自由的选择与使用，不需要再向无线电管理委员会提出申请与批准。针对发射距离而言，之所以将其控制在<10米，主要目的有两方面：（1）为了能够最大程度降低功耗，（2）避免对周围其它射频设备的运行造成干扰。而针对GPRS数据传输模而言，其主要职责就是借助于GPRS网络，将故障信号有选择性的传送至位于监控中心的通信交换机中。
2.2.2软件设计
由于无线数据传输模块在具体的硬件上囊括有2大部分，因此，其在软件方面，也会有与之相对应的2种协议。针对SRD模块来讲，其所选用的是CRC校验协议，并且以数据包的方式来实现数据的发射；针对各个数据包而言，其主要由包尾、有效数据、同步码、包头、CRC校验码及地址码等构成。对于发射模块来考量，其能够对同一数据包同时且多次发射，因而可以保证接收模块准确、实时接收到各种有效数据。针对发射的数据速率来讲，其始终维持在2.4kHz。而针对GPRS数据传输模块来分析，其所选用的则为双频模式，而且对GSMphase2/2+也能够兼容。而在具体的数据方式上，则为比较新颖的透明模式，在具体的传输速率上，一般维持在300bps~38400bps区间内，并且对国际标准协议V.21，V.22，V.23，V.22bis均支持。
2.2系统与数据传输的具体安全对策
针对SRD模块来讲，其无论是在发射频率上，还是在速率上，均可以改变，所以，在其外部，较难进行数据的接收。另外，针对此模块而言，其所选用的是自行制定的包格式，在包内所充斥的各种有效数据，均已进行过加密处理，即便出现意外情况，接收到了数据，但是也较难将数据内容解析出来。
结语
通过对光伏电厂多次线路故障的处理，结合本人多年从事光伏电厂建设、调试的经验证明，光伏电厂因其发电侧集电线路较长，线路故障易发，且故障类型以线路接地短路为主，引发线路接地故障的原因往往是多重的，而不同原因引发的故障告警信息也有相似之处；同时还要甄别是线路线路接地故障是真的接地短路告警，还是恶劣天气时电网线路瞬时失压出现的假接地短路告警，因此光伏电站线路故障实际诊断常常是很复杂的。要及时准确找出引发故障的真实原因，不仅要对控制室后台数据、电站故障录波记录、装置自身告警记录以及设计资料、竣工资料、装置说明书等进行综合分析，同时还应通过工程实体现场测量、并结合电站运行环境进行对比判断。并按照操作规程有步骤的收集汇总各项数据，对装置、线路进行细致的检测试验，逐一排除引发故障的可能因素，不断缩小甄别范围，以便得到正确的结论，彻底消除故障原因。光伏电站每次故障发生时，不仅会造成电站的直接经济损失，甚至引发伤亡事故；也会对电网稳定运行造成冲击，甚至可能引发电网局部停电，造成不好的社会影响。为此，在电站建设过程中，EPC总承包单位的质量管理是重中之重，设计优化、图纸会审、物资采购、规范施工、工程验收等任何一个环节的管理缺失，都会对电站的建设质量埋下隐患；此外监理单位的监理质量、设备的设计制造质量对电站的建设一样影响很大。电站建成后运行人员的专业知识和业务能力，以及系统全面的运维制度对于电站的稳定运行，故障的快速识别影响更大。因此光伏电站在甄别故障原因、消除故障隐患的同时，最重要的是吸取经验教训，不仅要强化对主控室后台告警信息的收集，而且应该定期对电站装置故障灯是否亮起，查阅装置自身记录的异常信息、告警信息，还应定期检查装置自身各项参数设置、监测信息等是否出现异常。提前发现并处理装置及线路故障，避免停电故障出现。
参考文献
[1]高艳丰，朱永利，闫红艳等.一种新型的输电线路双端行波故障定位方法[J].电力系统保护与控制，2016，44（08）：8-13.
[2]陶勇.铁路10kV电力线路故障自动检测及切除方法研究[J].科技经济导刊，2017（09）：45-47.
[3]陈文民，刘东海.输配电线路故障在线监测系统研究[J].华东电力，2010，38（06）：894-897.
论文作者:杨春良
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/22
标签：故障论文; 电站论文; 线路论文; 光伏论文; 模块论文; 数据论文; 发生论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;