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分析配網(wǎng)線路在線檢測(cè)方式的創(chuàng)新理工論文
架空配電線路即用絕緣子和桿塔將導(dǎo)線架設(shè)于地面上的電力線路。一方面包括導(dǎo)線和支持的桿塔、固定桿塔的拉線、保證絕緣的絕緣子、連接導(dǎo)線的金具、實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線各種排列的鐵附件;另一方面包括直接接于線路上使用的配變、調(diào)壓器、無(wú)功補(bǔ)償和起連接、隔離和保護(hù)作用的開關(guān)、刀閘、令克、避雷器、電纜。
本文根據(jù)現(xiàn)代配網(wǎng)架空線路和電纜線路的特點(diǎn),介紹了智能在線的檢測(cè)方法,從硬件的安裝和軟件的應(yīng)用以及應(yīng)用特點(diǎn)等方面進(jìn)行了詳述。
1 配網(wǎng)架空線路的在線檢測(cè)方式
架空線路故障指示器主要適用于6~35kV電壓等級(jí)的架空線路。在系統(tǒng)發(fā)生短路或接地故障時(shí),故障指示器能夠準(zhǔn)確地發(fā)出報(bào)警信息,檢修人員可以根據(jù)報(bào)警指示迅速確定發(fā)生故障的區(qū)域并找出故障點(diǎn),極大地提高了工作效率、縮短了停電時(shí)間,有效地提高了供電的可靠性。故障指示器具有翻牌指示功能、閃光警示功能,智能故障指示器具有翻牌指示功能、閃光警示功能、2遙遠(yuǎn)傳功能。在配電網(wǎng)故障綜合診斷系統(tǒng)中,與智能配電終端配合使用,作為關(guān)鍵點(diǎn)故障指示以及架空線路模擬量采集。
1.1 特點(diǎn)
正常運(yùn)行時(shí),窗口為白色顯示。白天發(fā)生短路、接地故障時(shí),窗口翻牌轉(zhuǎn)為紅色并伴有閃光警示;夜晚發(fā)生短路、接地故障時(shí),閃光警示。
ZS-B型故障指示器具備遙信、遙測(cè)功能(2遙)。抗干擾能力強(qiáng),動(dòng)作準(zhǔn)確,信號(hào)不受線路勵(lì)磁涌流、高次諧波、電流波動(dòng)的影響。故障段查找簡(jiǎn)單:指示器直接安裝在配電線路上,通過相鄰兩組指示器動(dòng)作與否可以很方便地確定故障區(qū)段。在線運(yùn)行:直接安裝在架空線路上,免維護(hù)。指示器按照出廠設(shè)定的復(fù)位時(shí)間在動(dòng)作后由故障狀態(tài)自動(dòng)返回正常位置。帶電裝卸極其簡(jiǎn)單,不影響線路運(yùn)行。
1.2 檢測(cè)原理
1.2.1 判斷接地的故障指示原理圖:
圖1 接地故障指示原理圖
如圖1所示,當(dāng)線路A相發(fā)生單相接地后,故障線路A相1#、4#、7#采集到故障信號(hào),同時(shí)發(fā)出了告警信號(hào),而10#及其余故障指示器均未動(dòng)作,由此可以快速準(zhǔn)確地判斷出故障區(qū)段位于D區(qū)段。
1.2.2 判斷短路的故障指示原理圖:
圖2 短路故障指示原理圖
如圖2所示,當(dāng)線路A、B相發(fā)生相間短路時(shí),1#、2#、4#、5#、7#、8#均采集到故障信號(hào),同時(shí)發(fā)出了告警信號(hào),而10#、11#及其他故障指示器均未動(dòng)作,由此可以快速準(zhǔn)確地判斷出故障區(qū)段位于D區(qū)段。
1.3 架空線路的智能配電終端
智能配電終端安裝在電桿上,測(cè)量線路運(yùn)行參數(shù),并將數(shù)據(jù)上傳至主站。智能配電終端內(nèi)附報(bào)警燈、翻牌指示器。可以通過GPRS模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸功能,通過光電轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)光纖傳輸。
智能終端的主要功能有:與架空線路CT及智能斷路器配合,實(shí)現(xiàn)具有“四遙”功能的智能配電終端。采集故障遙信變位和帶電狀態(tài)變位,并可向主站發(fā)送狀態(tài)量。采集并可同時(shí)向主站傳送饋線的電氣模擬量。其中模擬量包括:相電流IA、IB、IC、零序電流Io、頻率f、溫度。同時(shí),與斷路器配合使用,裝置具有接收主站指令對(duì)就地?cái)嗦菲鬟M(jìn)行控制的功能。裝置具有遠(yuǎn)方和就地調(diào)整參數(shù)的
功能。
通過架空線路CT準(zhǔn)確測(cè)量線路的相電流和零序電流,并且能夠?qū)?shù)據(jù)上傳至主站,實(shí)現(xiàn)全局的可觀可測(cè),符合智能配電網(wǎng)的要求。智能配電終端具有參數(shù)遠(yuǎn)方設(shè)置功能和就地設(shè)置功能。接收主站的參數(shù)設(shè)置及定值修改,主站可隨時(shí)召喚智能配電終端的當(dāng)前設(shè)定值。發(fā)生故障后,智能配電終端能夠利用GPRS或光纖將故障信息發(fā)送給主站,以便及時(shí)處理故障。
智能配電終端能記錄事故發(fā)生時(shí)的最大故障電流和事故前一段時(shí)間的平均負(fù)荷,以便分析故障。自檢和自恢復(fù)功能,智能配電終端具有自檢測(cè)功能,并在設(shè)備發(fā)生自身故障時(shí)及時(shí)告警;智能配電終端具有可靠的自恢復(fù)功能,一旦受干擾造成死機(jī),可以恢復(fù)正常運(yùn)行。
超低功耗設(shè)計(jì),使用壽命長(zhǎng)。能夠適應(yīng)惡劣運(yùn)行環(huán)境,在-40℃~70℃溫度變化范圍內(nèi)正常工作,具有良好的防潮、防雨、防腐蝕措施。能夠承受高電壓、大電流、雷電等干擾,具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
2 配網(wǎng)電纜線路
在城市配網(wǎng)中,電纜線路是主要的線路組成部分,在系統(tǒng)發(fā)生短路或接地故障時(shí),故障指示器能夠準(zhǔn)確地發(fā)出報(bào)警信息,檢修人員可以根據(jù)報(bào)警指示迅速確定發(fā)生故障的區(qū)域并找出故障點(diǎn),極大地提高了工作效率、縮短了停電時(shí)間,有效地提高了供電的可靠性。故障指示器具有翻牌指示功能、光纖傳輸功能,智能故障指示器具有閃光警示功能、光纖傳輸功能。在配電網(wǎng)故障綜合診斷系統(tǒng)中,與智能配電終端配合使用,作為關(guān)鍵點(diǎn)故障指示,電纜線路模擬量采集。其特點(diǎn)與架空線路類似。
3 主站系統(tǒng)描述
3.1 系統(tǒng)特點(diǎn)
本系統(tǒng)適用于6~35kV配電網(wǎng),能夠?qū)崿F(xiàn)故障區(qū)域及故障類型判定。系統(tǒng)具備諧波分析、故障錄波、故障統(tǒng)計(jì)分析等功能。本系統(tǒng)適用于中性點(diǎn)不接地、經(jīng)固定消弧線圈接地、經(jīng)自動(dòng)調(diào)諧式消弧線圈接地、經(jīng)小電阻接地、經(jīng)高阻接地等接地方式,適用于6kV、10kV、35kV的系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)三相電壓、零序電壓及線路每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的有功電流、零序電流。當(dāng)系統(tǒng)異常時(shí)能夠立刻啟動(dòng)故障錄波,同時(shí)準(zhǔn)確判別故障類型,如系統(tǒng)諧振、接地故障、短路故障、線路斷線。
系統(tǒng)應(yīng)用突變量法進(jìn)行選線,啟動(dòng)值可以根據(jù)線路運(yùn)行情況多級(jí)整定。其實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)故障信號(hào),應(yīng)用多種方法進(jìn)行綜合選線、定段,具體包括:智能群體比幅比相法、諧波比幅比相法、小波法、首半波法、暫態(tài)能量函數(shù)法、穩(wěn)態(tài)能量函數(shù)法。裝置通過粗糙集理論確定各種方法的有效域,根據(jù)故障信號(hào)特征自動(dòng)對(duì)每一種方法得出的故障選線結(jié)果進(jìn)行可信度量化評(píng)估,應(yīng)用證據(jù)理論將多種方法融合到一起,最大限度地保證各種方法之間實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
系統(tǒng)識(shí)別相間短路,單相直接接地、經(jīng)電阻接地、經(jīng)弧光接地、間歇性弧光接地等復(fù)雜的故障類型,在現(xiàn)場(chǎng)工作人員的配合下可以解決不同線路兩點(diǎn)同相接地故障問題。采樣達(dá)到單通道5kHz以上,能夠保證選線的正確性和諧波分析功能。系統(tǒng)具有故障錄波功能,可以提供故障前后的波形,包括故障發(fā)生前的一個(gè)周期和故障發(fā)生后五個(gè)周期的波形。可海量保存保存現(xiàn)場(chǎng)故障錄波數(shù)據(jù)和選線結(jié)果。
對(duì)系統(tǒng)過電壓、諧振過電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè),包括諧振幅度和間歇性。對(duì)諧波進(jìn)行監(jiān)測(cè),包括諧波頻率數(shù)值。對(duì)電流量的不平衡度進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)電流越限報(bào)警。裝置能夠?qū)Ω鳁l線路的短路故障、瞬時(shí)接地和永久接地次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),為分析線路的運(yùn)行狀況提供依據(jù)。
3.2 功能介紹
接收智能配電終端的數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生故障后,能夠?qū)⒐收闲畔⑼ㄟ^手機(jī)短信方式發(fā)送給工作人員。通過網(wǎng)絡(luò)將故障信息發(fā)送給調(diào)度平臺(tái),采用實(shí)用的Web應(yīng)用軟件,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘,分析饋線的運(yùn)行狀況并給出提高運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的決策支持。具體包括如下功能:
3.2.1 線路運(yùn)行數(shù)據(jù)分析風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估功能。一次設(shè)備內(nèi)置傳感器及采樣模塊,采集線電流、線電壓、零序電流、零序電壓等物理量,深入分析電壓電流相位變化、幅值突變等信息,綜合判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常立即主動(dòng)上傳報(bào)警信息。
3.2.2 線路重構(gòu)和自愈分析功能。當(dāng)線路某一分支發(fā)生故障時(shí),能通過與智能終端的通訊,對(duì)智能斷路器進(jìn)行遙控,切除故障區(qū)段。通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的方法將該分支正常區(qū)段的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他線路上,實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的智能自動(dòng)調(diào)度。
3.2.3 短路接地故障統(tǒng)計(jì)功能。目前電力系統(tǒng)檢修正在從定期檢修向狀態(tài)檢修發(fā)展,該模塊可以對(duì)不同區(qū)段的短路故障和接地故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì),為狀態(tài)檢修提供指導(dǎo)。例如發(fā)現(xiàn)某一個(gè)分支在一段時(shí)間多次發(fā)生短路及接地故障,說明該分支線路的運(yùn)行狀況不好,需要進(jìn)行檢修。
3.2.4 統(tǒng)計(jì)報(bào)表自動(dòng)生成功能。系統(tǒng)根據(jù)用戶需求,按照預(yù)定格式自動(dòng)生成各種數(shù)據(jù)報(bào)表,方便對(duì)整體配網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
3.2.5 平面、立體圖形顯示功能。根據(jù)變電站現(xiàn)有地理圖形和線路分布圖建立供電系統(tǒng)地理信息圖。當(dāng)故障發(fā)生時(shí),故障區(qū)域自動(dòng)變色、閃爍,提醒、幫助運(yùn)行人員進(jìn)行故障判斷,同時(shí)為檢修提供有力的技術(shù)支撐。
3.2.6 樹狀結(jié)構(gòu)顯示。采用樹狀結(jié)構(gòu)顯示各智能配電終端狀態(tài),方便用戶隨時(shí)了解線路運(yùn)行狀態(tài),操作簡(jiǎn)單方便。可遙控智能終端,對(duì)斷路器進(jìn)行控制。
4 結(jié)語(yǔ)
城市配網(wǎng)作為配電網(wǎng)的重要組成部分,其在線監(jiān)測(cè)的研究是非常重要的。從本文可以看出,在常見的接地和短路故障下,通過硬件裝置的安裝,加以網(wǎng)絡(luò)的連接,使得在線檢測(cè)的方式特別的方便和準(zhǔn)確。這種遠(yuǎn)程連接的方式,更成為現(xiàn)有配網(wǎng)巡線方式的發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
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[2] 李建忠.如何做好輸配電線路安全運(yùn)行維護(hù)工作[J].電力安全技術(shù),2007,9(5).
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