摘要:随着人们经济水平的不断提高,以及城市化的不断深入,电能输送的质量和电能的使用量也都有了很大的提高。由于配电线路是电力输送的重要组成部分,因此配电线路的好坏,直接影响到整个电能使用的好坏,相关部门必须重视电力系统中配电线路的运行状态情况。下文主要对配电网中线路的常见故障进行分析,并且研究配电网中线路的运检管理。以此来降低配电线路出故障的几率,保证其正常运行,进而保证电力能源的正常输送。
关键词:线路;常见故障;配电网;运检管理
1配电线路常见故障及其原因分析
1.1故障表现。(1)短路故障。配电线路短路故障的发生因素较为多样,比如夏季雷雨、大风、暴雨等天气造成的线路断裂、碰线故障等会导致短路,或者雷击带来的强大电流导致绝缘子烧毁引发线路短路。配电线路周边环境如果不安全、潜在众多干扰因素也会致使导体粉末黏在线路上引发短路,或者导线之间距离过近也会导致短路,另外配电线路周围如果有强腐蚀性气体或者液体腐蚀线路中金属部分也会导致线路失灵引发短路。(2)接地故障。配电线路中的接地故障多以单相接地故障为主要表现,线路出现问题断裂后落到地上或其他金属物体上等引发单相接地。配电线路安装时如果未做好固定也容易在外界干扰下发生单相接地故障。配电线路作为承担电力运输重责大任的关键载体,本身需要穿过诸多建筑物与树木等,若事前未对周边环境进行适当清理,很容易因为建筑物位置不当、树木干扰、外界影响等引发严重接地故障,尤其是故障发生后变电站母线电流会急剧扩大若不及时停电予以维修,将会烧毁变电站上的电压互感器以及线路上的供电设备,导致大范围断电。配电线路单相接地故障发生后易产生较大的谐振电压击穿绝缘子引发短路,也可能会在落地时造成人员伤亡与经济损伤,因此要加强对故障的关注与排除,及时停电维修以挽回损失。(3)变压器导致的故障。变压器作为配电线路运行中肩负着升降电压、安全隔离等重责大任的关键设备,一旦变压器发生故障将会严重威胁线路运行的安全性、可靠性与有效性,尤其是在用电高峰期,变压器的长时间超负载运行或者空负荷运行都会导致运行热量大量积累从而导致烧毁事故。变压器在用电高峰期过于集中时还容易产生三相负荷不平衡的情况,致使零序电流促使变压器内部温度升高,引发设备故障。无论是变压器本身故障还是变压器引起的故障都将严重威胁配电线路的运行与电力系统的运作。
1.2故障原因。导致配电线路故障的原因总体来说可分为设备因素、人为因素与自然因素三大类。(1)设备因素。则是指配电线路运行中所涉及的大量电力设备,比如供电设备、变压器、绝缘子、运检设备等,设备本身若存在质量隐患则会直接影响线路运行可靠性,也无法满足电力系统供电服务要求,更易导致线路故障多发,因此加强设备运维管理、积极利用新技术新设备改善配电线路运检管理现状势在必行。(2)人为因素。作为典型因素,主要集中在配电线路的运检管理工作中。配电线路本身路径过长且需要跨越诸多建筑物,在建设时若未充分考虑周边环境因素对线路安全的影响很容易造成潜在安全隐患,比如配电线路本身远离建筑物与人群活动区域,若周边兴建建筑物则有可能导致线路运行出现故障。配电线路的运检管理工作离不开各岗位工作人员的努力,运行维护、检修与管理工作若未及时到位,则会影响线路运行质量,也无法及时排除潜在隐患,导致各类短路、接地等事故。(3)自然因素。主要是指各类极端天气对配电线路安装建设的影响,若线路设计与建设过程中未充分考虑到极端天气带来的恶劣影响,比如雷击带来的短路故障、大风导致的线路摇摆或断裂、暴雨导致的线路不稳、短路及烧毁等,都将影响到配电线路的安全运行。
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2故障分析法在配电线路运检管理中的应用
(1)配电线路在电网中担任着传送电能的角色,是发电厂给用户供电的唯一渠道。同时,它又是电网中发生故障最多的地方,且故障排除难道最大,所以许多国内外专家学者对配电线路故障精确定位这一难题进行了长期的研究,不仅众多优秀的故障定位算法被提出,而且许多基于这些算法的故障定位装置被研制出,其中很多装置已应用到电力系统中,运行效果良好。从故障定位发展历程来看,国内对这方面的研究工作起步晚于国外。故障定位方法按照系统中使用的定位原理,信号利用的方式,分析中假设的线路模型以及被测量与测量设备的不同可以有多种不同的分类方法。其中主动式和被动式故障定位方法是按照定位中信号利用的方式不同分的;单端测量法和双端测量法是根据定位所需的信息来源分的。根据故障定位的原理大致可分为阻抗法和行波法,其中阻抗法也称为故障分析法。
(2)配电线是具有分布参数特性的电路元件,即每微段的线路都呈现自感和对地电容,这些假设经常带来非常大的误差。通过对这些误差进行适当补偿或者采用单端以上的配电线路电气参数,可靠性和精度在一定程度上可以被提高(提高的空间有限)。但是传统的故障分析法对一些特殊线路接线结构或故障类型存在很多缺陷,如多于两分支的线路、非金属接地故障、多电源供电线路、线路断路故障、非固定的线路结构,非AC配电线路等,其只适合线路结构比较简单的系统。由于常用的电压、电流互感器存在上升时间缓慢、传变频率不足等误差,导致采集的暂态行波数据不够精确等多种因素的影响,最终致使故障分析法定位误差只能保证在2~3千米。
(3)故障分析法是基于工频电气量,它以线路集中参数模型为基础,具有简单、经济、定位易于实现等优点,在早期的电力系统中被大力推广。早期基于阻抗定位法的装置是由功耗大、精度低的电磁式或静态电子器件组成来实现的,或采用人工的方式从当时的简易故障录波器记录下来的电压和电流波形上读取故障电压、电流分量,经过大量手工计算分析求得故障距离。早期的定位方式比较落后,不仅距离计算公式繁琐,而且结果准度差,也不可靠。随着电力系统广泛利用微电子技术和计算机技术,基于工频电气量的阻抗定位技术有了新的发展机遇。基于微机式的定位装置不仅可以准确的记录和存储故障时各电气量,还具有强大的分析计算能力。基于工频量故障定位算法的微机装置,利用微机的自动化分析计算功能,大多数功能可以用软件来实现,硬件投入小。
3结束语
综上所述,现有的自动化故障定位系统大多数基于阻抗法,在原理上受路径参数、负荷电流、系统运行参数及过渡电阻等因素影响,因此对于故障定位精度很难保证。随着一些专家学者的不断改善和新算法的不断地加入下,使故障分析法的定位误差不断地缩小。对线路故障定位理论和定位装置的设计开发已成为研究热点,并且由于行波法相比传统的阻抗法具有许多的优势,所以行波定位法的研究和应用最为广泛。
参考文献
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论文作者:吴彬,岳亮,张恒,陈广勇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签:线路论文; 故障论文; 变压器论文; 因素论文; 设备论文; 阻抗论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第12期论文;