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输电线路故障定位技术的分析与比较

输电线路故障定位技术的分析与比较
输电线路故障定位技术的分析与比较

第十三卷 第三期 安徽电气工程职业技术学院学报 2008年9月V o l.13,N o.3 J O U R N A LO FA N H U I E L E C T R I C A LE N G I N E E R I N GP R O F E S S I O N A LT E C H N I Q U EC O L L E G E S e p t e m b e r 2008输电线路故障定位技术的分析与比较

房雪雷1,朱宁2*

(1.安徽省电力公司培训中心,安徽合肥230022;2.铜陵供电公司,安徽铜陵244002)

摘 要:本文分析了传统的阻抗测距法存在的问题,介绍行波测距工作原理、优点和关键技术,

并根据近年来现场使用的情况,提出在实际运行维护中若干注意问题。

关键词:故障定位;阻抗法;行波测距

中图分类号: T M744 文献标识码: A 文章编号: 1672-9706(2008)03-0030-04

A n a l y s i s a n d C o m p a r i s i o n T r a n s m i s s i o nL i n e

B r e a k d o w nL o c a l i z a t i o n T e c h n i q u e s

F A N GX u e-l e i1,Z H UN i n g2

(1.A n h u i E l e c t r i c P o w e r T r a i n i n g C e n t e r,H e f e i230022,C h i n a;

2.T o n g l i n g P o w e r S u p p l y C o m p a n y,T o n g l i n g244002,C h i n a)

A b s t r a c t:T h i s p a p e r a n a l y z e s t h e e x i s t i n g p r o b l e m s o f t h e t r a d i t i o n a l i m p e d a n c e m e t h o d,a n d d i s c u s s e s

t h ep r i n c i p l e,t h ea d v a n t a g e sa n dt h ek e ya p p l i c a t i o nt e c h n i q u e so f t r a v e l i n gw a v em e t h o d.S o m e p r o b l e m s o f t h ea c t u a l o p e r a t i o na n dm a i n t e n a n c e a r ep r o p o s e db a s e do nw o r k i n ge x p e r i e n c e s o ns p o t r e c e n t y e a r s.

K e y w o r d s:b r e a k d o w n l o c a l i z a t i o n;i m p e d a n c e m e t h o d;t r a v e l i n g w a v e m e t h o d

1 引言

电力行业一直都非常重视输电线路故障点定位问题。随着电力系统的不断发展,超高压、长距离输电线路越来越多,线路故障点的准确定位更彰显其重要性。为减少线路寻查的工作量,缩短故障修复时间,节约大量的人力、物力,提高供电可靠性,减少停电损失,加强并提高系统运行管理水平,迫切需要在系统发生故障时能准确查找故障点。对于大多数的能够重合成功的瞬时性故障来说,准确地测出故障点位置,可以区分内外部故障,以及时地发现事故隐患,采取有针对性的措施,避免事故再一次地发生。

长期以来,人们基本上是依赖分析故障录波结果来估算故障点位置,80年代后许多微机线路保护或故障录波装置增加了基于阻抗测量原理的故障测距功能,但受多种因素影响,测距精度仍得不到保障。随着科学技术的发展,尤其进入本世纪后,基于霍尔原理的新型电压、电流信号变换器的出现、G P S 同步时钟信号的商业运用、高速数字信号处理芯片及其它新型技术的发展,为行波信号的获取方法、精确定时问题、信号处理方法、数据处理方法等行波分析方法在电力系统相关技术领域内的运用提供了基本手段,行波故障测距技术取得了重大进展。实践证明,其实际故障测距效果良好,可以说,目前行波测距已成为输电线路故障重要的精确定位方法。

近两年,在我省各供电公司线路工区调研学习期间,发现现场运检人员非常信任行波测距的数据(尤其是220k V等级线路),但是对其工作原理不够清楚。本文首先从分析阻抗测距法存在的问题入手,然后介绍行波测距工作原理、关键技术问题的解决以及近年来实际应用中发现的若干问题。

*收稿日期:2008-07-20

作者简介:房雪雷(1969-),男,安徽阜南人,主要从事变电和线路方向培训教学工作。

朱 宁(1968-),女,安徽铜陵人,工程师。

2 阻抗测距法及其存在的问题

对于单端电源的供电线路来说,由故障时母线处测量电压、电流计算得到的电抗分量X L 与母线到故障点线路长度成正比,用X L 除以单位长度上电抗值,即可得到故障距离。其是基于如下假设条件:a .三相完全对称;b .工频基波量;c .不考虑传感器特性、过渡电阻、线路参数及系统参数(线路换位方式等)、故障暂态谐波等因数的影响。阻抗测距可以作电力系统中广泛使用的微机保护及滤波装置附加功能,具有投资少的优点,但是存在测距误差大、适应能力差的缺点。

影响阻抗方法测距精度的主要因素有:a .故障点弧光电阻;b .电源阻抗;c .电压、电流互感器的变换误差;d .线路结构不对称(换位)造成故障点到母线之间三相参数不对称;e .长线路分布电容的影响;f .以及线路走廊地形的变化引起的零序参数变化。阻抗测距法另一个缺点是适用性较差,它不适以用于直流输电线路、带串补电容的线路、T 接线路以及部分同杆双回线路的故障测距:

3 行波测距

人们很早就认识到检测电压、电流行波在母线与故障点之间的传播时间可以测量故障距离。由于行波的传播速度接近光速,且不受故障点电阻、线路结构及互感器变换误差等因素的影响,因此有较高的测量精度。行波装置采用基于单端电气量A 型、利用双端电气量的D 型以及利用重合闸信号的E 型测距方法。下面分别简单介绍利用故障电流行波的测距方法的工作原理。

3.1 单端A

型测距方法

在被监视线路发生故障时,故障产

生的电流行波(以下简称行波)会在故障

点及母线之间来回反射。装设于母线处

的测距装置接入来自电流互感器二次侧

的暂态行波信号,使用模拟高通滤波器

滤出行波波头脉冲,形成如图1所示的

电流行波波形。由于母线阻抗一般低于

线路阻抗,电流行波在母线与故障点都

是产生正反射,故故障点反射波与故障

初始行波同极性,而故障初始行波脉冲

与由故障点反射回来的行波脉冲之间的

时间差■t 对应行波在母线与故障点之

间往返一趟的时间,可以用来计算故障

距离。

设线路长度为L ,波速度为v ,故障

初始行波与由故障点反射波到达母线的时间分别为T s 1、T s 2,则故障距离X L 为

X L =12v ·■t =12v (T S 2-T S 1)(1)

如考虑故障点透射波的影响。要区分故障点在线路中点以内还是以外的情况,故障点在中点以内时,利用公式(1)来实现测距。当故障点在线路中点以外时,则利用公式(2)实现测距

X R =12v ·■t ′=12v (T S 2-T S 1)(2)

T S 2:对端发射波到达时间; T S 1:

故障初始行波到达时间3.2 双端D 型测距方法

设故障初始行波波头到达两侧母线的时间分别为T S 和T R ,如图2所示,装于线路两端测距装置记房雪雷,朱 宁:输电线路故障定位技术的分析与比较

录下故障行波波头到达两侧母线的时间,则故障距离可由下式来算出

X S =[(T S -T R )

·v +L ]/2(3.a ) X R =[(T R -T S )·v +L ]/2(3.b

)

两端测距法由于只检测故障产生的初始行波波头到达时间,不需要考虑后续的反射与透射行波,原理简单,测距结果可靠。但是两端测距的实现要在线路两端装设测距装置及时间同步装置(G P S 时钟),并且两侧要进行通信,交换记录到的故障初始行波到达的时间信息后才能测出故障距离来。如不具备自动通信条件,可借用电话联系,人工交换记录到的故障初始行波到达的时间,利用公式(3)计算故障距离。

重合闸E 型行波测距方法,是在线路故障切除后开关重合闸,向线路注入了一个合闸电流脉冲,如果线路存在金属性永久短路故障,则合闸脉冲会在故障点被反射回来,测距公式同式(1)。

4 关键技术问题的解决

从工作原理讲,行波测距技术是可行的且有很多优点。早期由于受当时人们对线路行波现象的认识及技术条件的限制,这些装置还很不成熟,存在着可靠性差、复杂、投资大等问题,基本上没有得到推广应用。进入90年代,阻碍行波测距技术发展的关键技术问题都有了经济可行的解决方案,行波测距技术已趋向成熟,进入了商业化应用阶段。下面简单介绍行波测距的关键技术及其解决方案。

4.1 利用普通的电流互感器测量电流行波

常规继电保护及测距装置利用的信号频率一般在1k H z 以下,而行波信号频率范围要在300k H z 以上。长期以来,人们认为普通的用于测量工频信号的电压、电流互感器(T V 、T A )是很难传变测距使用的暂态高频行波信号,影响了行波测距技术的推广。

通过对T V 、T A 传变特性的作了大量的仿真分析研究,表明电容式电压互感器不能够有效地传变行波信号,而电流互感器可以很好地传变电流行波信号,可以满足故障测试的要求。具有良好的高频电流信号传变能力,响应速度小于1μs ,对应的行波在线路上往返一趟的距离是150m ,其分辨率完全可以满足行波故障测距的需要。这一发现是推动行波测距技术实用化的关键,利用普通的T A 测量行波信号,行波测距装置可象普通的保护装置那样,可直接接入T A 的二次回路,不需要装设任何附加设备,具有简单、经济、可靠等优点,很容易被现场所接受,有利于行波测距技术的推广应用。

4.2 超高速数据采集

为了保证行波测距精度(分辨率),行波信号数据采集频率一般不应少于500k H z ,即采用时间间隔在2微秒以内,而使用常规的由微处理器直接控制模数转换器A /D 的方式是很难实现这样高速的数据采集。需要专门设计了高速数据采集电路来记录线路故障电流行波数据。在高速数据采集电路捕捉到暂态数据后,C P U 用较慢的速度读去记录下的数据存入它直接控制读写的内存里,解决了这一矛盾。受篇幅限制,这里不详细阐述高速数据采集电路工作原理。

4.3 时间同步及故障行波脉冲到达时间检测安徽电气工程职业技术学院学报 第十三卷 第三期

房雪雷,朱 宁:输电线路故障定位技术的分析与比较

对于双端D型测距方法来说,如果要达到不少于500m的测距分辨率,两端装置的时间同步精度应该达到3μs,长期以来由于没有相对经济可靠的时间精确同步技术,双端测距方法没有得到很好地发展。90年代初,美国全球卫星定位系统(G P S)技术对全球商业化应用开放,G P S信号接受模块的价格降至几百美元,是一种理想的时间同步技术,因此,可以利用基于G P S技术的同步时钟的输出来实现两端测距装置的1μs精确同步。

4.4 通信问题的解决及行波测距系统的组成

双端D型测距功能的实现需要知道线路两端的装置记录到的故障电流行波到达的时间,因此,需要解决装置测量数据的通信远传问题。由于不象线路保护装置那样需要在故障后立即动作,因此,不要求为测距装置之间设置常备通信通道,这使得行波测距通信问题相应地容易解决。一般地做法是在控制中心配置一台P C机作为行波测距系统工作站,与辖区内所有的现场行波测距装置构成行波测距系统。

4.5 小波变换技术在行波波形分析中的应用

线路故障行波是一种具有突变性质的、非平稳变化的高频暂态信号,其中包含着丰富的故障信息(如故障距离、故障相等)。小波变换技术是近年来发展起来的一种分析暂态信号有力的数学工具,将它应用于故障行波信号的分析,可以正确地提取和识别这些故障信息,解决单端故障行波波形的自动识别问题。

5 实际运行维护和异常处理的若干问题

定期检查测距系统,如发现异常,应及时处理。检查内容:1.通过显示器显示的软件执行情况及提示,了解测距主站及测距终端的运行情况。2.检查连线有无松动,尤其是C T的二次入线和出线是否连接牢固。3.检查测距终端各机箱面板的指示灯是否显示正常。4.主控制室的测距系统异常光字牌是否亮。

常见异常情况及处理:1.电源指示灯不亮的处理:①检查连线是否接好或机箱保险丝是否已断。②检查指示灯是否已坏。2.信号检测箱的采样指示灯长时间不亮的处理:①检查插件是否插紧。②检查R S485连线头是否插紧。3.信号检测箱的采样指示灯频繁闪动的处理:可能是A D板损坏,请及时通知研制单位有关人员来处理。4.G P S同步指示灯不亮而异常灯亮的处理:①检查G P S天线接口与前台管理箱是否连接;②检查G P S同步指示灯是否长期不亮,若偶尔不亮可能是由于G P S接收卫星信号弱所至。5.测距主站死机的处理:关掉工控机的电源重新开机。

6 结束语

行波测距技术能够实现线路故障的精确定位,特别是双端行波测距方法,具有简单、可靠、易于实现、适用性广的优点,随着G P S时间同步的应用及通信技术的发展,具有很强的生命力,相信行波测距会成为将来输电线路的主要测距方法,为解决长期以来困绕电力行业线路故障查找难的问题发挥重要的作用。

参考文献:

[1]刘新平.输电线路:第四册[M].北京:中国电力出版社,2006.

[2]朱声石.高压电网继电保护原理与技术[M].北京:中国电力出版社,2005.

[3]韩天行.微机型继电保护及自动装置检验调试手册[M].北京:机械工业出版社,2005.

[责任编辑:朱 子]

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配电网故障定位的方法

配电网故障定位的方法 快速,准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提,对于维护配电网的安全运行具有重要意义。 配电网故障定位 快速,准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提,对于维护配电网的安全运行具有重要意义。那么,如何对配电网进行快速,准确的故障定位呢? 一、配电网故障处理特点 配电网络馈线上一旦发生单相、相间、三相等短路时,设备上的F1U及时将故障信息卜传至主站系统。即变电站SCADAS系统,若变电站运行人员处理不了,再次将信息上传至上一级调度,经调度SCADAS系统分析进行定位、隔离、恢复。一般来说,配电网故障处理有以下几个特点: (1)配电网不仪有集中在变电站内的设备,而且还有分布于馈线沿线的设备,如柱上变压器、分段开关、联络开关等。信号的传输距离较远,采集相对比较困难,而且信号具有畸变的可能性,如继电器节点松动。开关检修过程中的试分/合操作及兀’U本身的误判断等都会干扰甚至淹没有用信号,导致采集到的信号产生畸变。 (2)配电网设备的操作频度及故障频度较高,因此运行方式具有多变性,相应的网络拓扑也具有自身的多变性。 (3)配电网的拓扑结构和开关设备性能的不同。对故障切除的方式也不同。如多分段干线式结构多采用不具有故障电流开段开关和联络线开关,故障由变电站的断路器统一切断,这种切除方式导致了停电范围的扩大。 配电网故障定化是配电网故障隔离、故障恢复的前提,它对于提高配电网的运行效率、改善供电质量、减小停电范围有着重要作用。 二、配电网故障定位的方法 1、短路故障定位技术方法 配电网系统中短路故障是指由于某种原因,引起系统中电流急剧增大、电压大幅下降等不利运行工况,同时该故障发生后会进一步引发配电网系统中变配电电气设备损坏的相与相、相对地间的大电流短接故障。按照短路发生部位,可以分为三相短路、两相短路、两相对地短路、以及单相对地短路故障。由于配电网发生短路故障后,其电流、电压等特征故障参量较为明显,故障定位技术方法的实现相对较为简单,工程中最常用的是“过电流法”。

输电线路故障跳闸原因分析报告模板)

输电线路故障跳闸原因分析报告(模板) XX月XX日XXXkVXXX线路故障跳闸原因分析报告(模板) 1 线路概况 1.1 简介(电压等级、线路名称、线路变更情况、线路长度、杆塔数、海拔、地形、地质、建设日期、投运日期、资产单位、建设单位、设计单位、施工单位、运行单位) 1.2设计气象条件 1.3 故障点基本参数 1.3.1杆、塔型。 1.3.2导、地线型号。 1.3.3 绝缘子(生产厂家、生产日期、绝缘子型式、外绝缘配置) 。 1.3.4基础及接地。 1.3.5线路相序。 1.3.6线路通道内外部环境描述。 2 保护动作情况 保护动作描述、重合闸动作情况、保护测距情况、重合不成功强送电情况、抢修恢复时间。 3 故障情况 3.1 根据保护测距计算的故障点 3.2 现场实际发现的故障情况 3.3 现场测试情况 4 故障原因分析 4.1 近期运检情况 4.2 气象分析故障(当日天气情况) 4.3 故障点地形、地貌 4.4 测试分析(雷电定位、接地电阻测量、绝缘子检测、绝缘子盐密和灰密(绝缘子污秽程度) 、复合绝缘子憎水性、绝缘试验情况、在线监测等) 4.5设计校验(故障点基本参数、绝缘配置、防雷保护角、鸟刺加装、弧垂风偏校验) 4.6现场走访情况 (向故障点周边群众了解故障当时的天气、外部环境变化、异响、弧光等) 4.7其它故障排除情况(故障排除法) 5 故障分析结论 6 暴露的问题 7 防范措施 7.1 已采取措施 7.2 拟采取措施(具体措施、措施落实责任人、措施落实时限) 附件一:现场故障现象(故障周边环境、故障点受损部件、引发故障的外部物件)图片 附件二:现场故障测试图片 附件三:现场故障处理图片 附件四:相关资质单位的试验鉴定报告 附件五:保护动作及故障录波参数 附件六:参加故障分析人员名单 单位:日期:

高压输电线路故障诊断及预防措施

高压输电线路故障诊断及预防措施 高压线路作为电力系统非常重要的组成部分,其对电网运行的安全性和稳定性具有非常重要的影响。高压输电线路运行过程中极易受到外界因素的影响,一旦发生故障,则会对电力系统运行的安全带来较大的威胁,给电力企业带来严重的经济损失,所以需要做好高压输电线路故障诊断及预防工作,确保高压输电线路运行的安全性。文中从高压输电线路中常见的故障种类入手,分析了高压输电线路故障的诊断方法,并进一步对防止高压输电线路故障的有效措施进行了具体的阐述。 标签:高压输电线路;故障种类;诊断方法;措施 前言 高压输电线路多处于野外恶劣的环境,其在运行过程中受环境影响较大,而且运行时间一长,极易出现绝缘老化。高压输电线路在电力系统中具有非常重要的作用,一旦出现故障,则会直接威胁到电力系统的安全。所以需要针对高压输电线路中常见的故障采取切实可行的诊断方法,有效的防止高压输电线路故障的发生,确保高压输电线路运行的安全性和可靠性。 1 高压输电线路中常见的故障种类 运行过程中的高压输电线路,不仅线路自身可能存在故障隐患,而且在外界环境影响下输电线路也极易发生故障。从而导致局部供电受到破坏,给正常的工作和生活带来较大的影响。所以需要针对输电线路常见故障的种类采取切实可行的预防措施。 1.1 雷击故障 雷击是导致输电线路受到破坏的最主要因素,而且在雷击作用下,不仅输电线路破坏的程度较大,而且破坏的范围也很大。在雷击故障中,以第一片绝缘子对导线放电的现象较为常见。绝缘子具有较好的隔离功能,当主放电点在悬垂线夹出口外的导线上时,这时由于塔材还没有进入到横担以下,电弧则会直接绕到横担侧第一片绝缘子地表面处,钢帽则会被充电。而这时如果能够起到承载作用的瓷绝缘子数量较少时,则会在雷击作用下,部分绝缘子钢帽则会被击破,从而导致停电事故的发生。 1.2 风偏故障 风偏故障的发生具有明显的地域性特点。其在大风作用下,一定区域地段内的线路会处于高故障发生率的状态。部分地区由于风力强度较大,在强风作用下,导线会发生偏转及位移,在这种情况下,由于空间场强会变大,从而导致在导电金属的尖端与杆塔构件的尘端会有高场强产生,这些位置也是故障高发区,会导

输电线路故障查找(通用版)

( 安全技术 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 输电线路故障查找(通用版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

输电线路故障查找(通用版) 1正确的数据是故障定点的保障 为了提高故障的准确定位,在110kV及以上变电站大部分都装有电力系统故障动态记录装置,即故障录波器。故障录波器的整定值要求其测距误差不大于5,(或2km)且无判相错误,并能准确记录故障前后的电压、电流量,这给故障巡视提供了详实的第一手资料。而装置提供资料的准确与否决定于以下4个方面:①装置的接线是否正确;②装置的定值整定是否准确,这决定于线路参数的测量、定值的计算和定值的整定;③线路进行改造后是否再次进行了核相,线路参数测量计算定值并进行整定。④线路跳闸后是否进行事故分析,并对装置的定值进行校核和调整,这一点是今后装置能否准确定位的要害。 110kV及以上线路大部分都装有微机保护。微机保护装置故障数

据的准确率和故障量虽然没有要求,也没有故障录波器提供得多,但只要按照线路参数进行准确的定值计算和整定,其测距定位数据也是非常重要的参考。 保护及自动装置测出的只是变电站到故障点的距离,并没有给出故障杆号。因此,需要在线路台账上做些工作,统计计算出每基杆塔距两侧变电站的距离,只有这样才能实现线路故障点的快速准确定位。 输电线路的故障大部分都是单相故障,搞清线路的相位很重要,仅通过巡线前的交代和在耐张杆、换位杆作标志的做法,对巡线人员分清故障相是不实用的。在每基线路杆号牌上制作标志的做法比较好,这样可以减少事故巡线人员2/3~1/2的工作量。 有些线路故障往往是由缺陷发展演变而来的,搞好缺陷的定性和记录也很重要。 2细致的分析是故障定点的要害 线路发生故障后,尽管到达故障点的时间越短,故障检出的成功率越高。但是,接到调度命令后决不能盲目地立即巡线,而应一

配电网故障定位方法及系统与制作流程

本技术公开了一种配电网故障定位方法,该方法包括:对包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块的深度神经网络模型框架进行机器学习训练,从而得到最优深度神经网络模型;各监测终端对配电网进工况录波得到录波数据,并对录波数据进行截取获得故障波形区域;利用最优深度神经网络模型中的多层网络模块对故障波形区域进特征提取;各监测终端将特征数据上传至系统主站,并有系统主站进行特征数据归集,并根据配电网拓扑结构将位于同一传输线路上的监测终端的特征数据组合成特征数据序列;将特征数据序列输入双向长短时记忆网络模块从而获得各监测终端与故障点之间的相对位置。 权利要求书 1.一种配电网故障定位方法,其特征在于,该方法包括: 对包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块的深度神经网络模型框架进行机器学习训练,从而得到最优深度神经网络模型; 各监测终端对配电网进行工况录波得到录波数据,并对录波数据进行截取获得故障波形区域;

利用最优深度神经网络模型中的多层网络模块对故障波形区域进行特征提取得到特征数据; 各监测终端将特征数据上传至系统主站,并由系统主站进行特征数据归集,根据配电网拓扑结构将位于同一传输线路上的监测终端的特征数据按线路位置组合成特征数据序列; 将特征数据序列输入双向长短时记忆网络模块从而获得各监测终端与故障点之间的相对位置。 2.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法,其特征在于,所述多层网络模块内置于监测终端内部,由监测终端完成对工况录波的特征提取。 3.根据权利要求2所述的配电网故障定位方法,其特征在于,所述多层网络模块包含输入卷积层、卷积块、平均池化层及全连接层。 4.根据权利要求3所述的配电网故障定位方法,其特征在于,所述卷积块的结构为双层卷积层叠加结构,或者为多通道的且每一通道由双层卷积层叠加的结构构成,或者为多通道的且每一通道包含1至3层卷积层的结构构成。 5.根据权利要求4所述的配电网故障定位方法,其特征在于,所述卷积层区域中的卷积块之间设置有残量连接,所述残量连接是指将一个卷积块的输入和输出取和,并将取和结果作为输入传递至下一卷积块。 6.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法,其特征在于,所述双向长短时记忆网络模块中的每一长短时记忆单元均对应于一个监测终端,且长短时记忆单元的排列顺序对应于特征数据序列中特征数据的排列方式。 7.一种用于配电网故障定位的系统,该系统使用权利要求1-6之一所述的配电网故障定位方法进行故障定位,该系统包括系统主站以及布置于配电网拓扑中不同位置的多个监测终端;其特征在于,该系统使用端对端的深度神经网络对配电网的故障进行定位判定;所述深度神经网络中包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块,其中多层网络模块布置于监测终端内部,双向长短时记忆网络模块布置于系统主站内部。

对35kV及以上输电线路故障分析及处理方法研究

对35kV及以上输电线路故障分析及处理方法研究 发表时间:2016-12-02T14:54:23.710Z 来源:《电力设备》2016年第18期作者:吴志力 [导读] 本文对35kV及以上输电线路故障形式、故障原因做了分析并提出了可行性的处理方法。 (国网浙江省电力公司庆元县供电公司 323800) 摘要:输电是用变压器将发电机发出的电能升压后,再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。输电线路在电力输送、联网过程中担任着重要的角色。输电线路故障分析工作对检修输电线路、确保输电网安全稳定运行具有重要的意义。本文对35kV及以上输电线路故障形式、故障原因做了分析并提出了可行性的处理方法。 关键词:输电线路;故障分析;处理方法 整个输变电过程包括:发电,升压,输电,降压。其中,输电作为转换、调配电能的重要组成部分,通过升压降压满足居民生活、一般工商业、大工业、农业生产等用电需求。输电线路分为架空输电线路、电缆线路,长时间暴露在外面,特别容易被外接因素干扰、破坏,进而影响供电的安全性、稳定性。供电单位可以根据输电线路故障分析结果,及时派遣工作人员对其检修、处理,最大程度的降低因线路故障造成的损失。 一、输电线路故障形式 随着我国对电力系统改革的不断深入,各种输电线路被广泛应用,尤其是35KV及以上的输电线路。输电线路在实际运行过程中,频繁受到各种不利因素的影响,导致输电线路屡屡发生故障。35KV及以上的输电线路故障形式主要有:开路型、低阻型、闪络型。 (一)开路型。电缆线路属于输电线路的一种,由线芯、绝缘层、屏蔽层、保护层四个部分组成。其中线芯是电缆的主要部分,其性能优劣影响着输电功能。例如:35KV高压输电线路,在导体绝缘层完好的情况下,线芯断开导致电能、电信号传输中断,造成电压值稳定性降低,严重影响着电网高效运行、电缆传输次序。 (二)低阻型。对电压高低的调控主要以电阻值为参数。输电线路采取架空、电缆的方式都会导致电阻偏低。电缆导体线芯阻值在低于正常值的情况下,会因无法承受高荷载而被烧坏。另外,电阻值过高,会导致电阻运行通道不顺畅,增加电能消耗。 (三)闪络型。这类形式的故障具有瞬时性的特点。在不利因素的影响下,会出现暂时性的故障。例如:架空线路在雷雨天气经常会被雷击,导致线路5-10s出现中断传输,进而影响到整个电网的运行秩序。闪络型故障出现频率高,影响输电线路的传输效率。 二、输电线路故障原因 (一)设备出现故障 设备故障主要包括:保护插件被损坏,绝缘体出现自爆现象导致出现单相接触地面的故障,跌落熔断器烧坏,合闸线圈等导致跳等,这些设备故障侧面反映了输电系统存在很多缺陷,应将本质安全落实到在设计、选型、制造等各个环节中。 (二)外力因素的破坏 偷盗、导线周边环境等都对输电线路产生外力破坏,其中割断盗走杆塔拉线引起倒杆断线、拉线接触地面等属于偷盗破坏,在外力破坏中占据着很大比例。另外,风筝、夯路机的吊臂等都会导致输电线路出现故障。 (三)鸟类动物破坏 鸟类动物会引起跳闸。由于鸟类生活习性,它们在群体迁移、活动频繁地时候,对输电线路造成压力。鸟类喜好停留在线路杆塔上面,容易引起电路故障。虽然近年来,电力管理单位将鸟害重点区扩大到整个线路,也安装了很多防鸟刺的同基塔杆等,但是仍然没有很好地预防效果[1]。采取综合预防措施防止鸟害,刻不容缓。 (四)雷击破坏 在下雨多雷的季节,雷击故障频频出现。雷击故障多表现为线路靠近边坡的导线相,双回线路在雷击的时候,故障甚为明显。 (五)输电线路上结冰 天气寒冷的时候,输电线路上面会存有很多结冰。覆盖线路的冰块会加重输电线路的负荷,导致导线下垂弧度增大,引起混线跳闸。此外,覆盖的冰还会引起绝缘子冰闪。大雾、雨夹雪等恶劣天气,都会引起输电线路表面结冰。电力相关部门应该加大输电线路的投资力度,从本质上提高防御覆冰的性能。 (六)其他因素的破坏 除了上述的破坏因素之外,保护动物、原因不明等也会造成输电线路故障。故障问题的存在,也表明了35KV设备的安全性能较低,线路大都存在安全问题。同时,在输电线路的运行、维护、故障检修等工作方面也存着很多不足。 三、35kV及以上输电线路故障及处理方法 (一)输电线路技术方面的保障 设备的质量好坏,关系到输电线路的稳定运行。为改善输电电线路故障,应加大技术层面的投资力度。 1、预防外力因素产生的破坏。通过安装杆塔防盗帽,将拉线深埋土壤或者用混凝土浇筑,提高人们保护输电线路意识,加强监管、打击力度等以杜绝偷盗行为。 2、预防鸟类的破坏。根据研究鸟类的季节习性、活动区域,采用可行性的综合性措施防止鸟害。例如:安装伞群各异的绝缘子,阻止“鸟粪导线”接地故障,安装惊鸟器、防鸟刺等阻止鸟类在杆塔部位休息、逗留,出动人力驱赶鸟等。 3、预防结冰造成输电线路故障[2]。在选择输电设备的时候,要注意其参数是否符合防结冰要求。如:在重度结冰的区域是否将输电线路三相导线水平排列;通过人力、技术对线路进行溶冰;设立专项资金,推动绝缘子等的研究。 4、预防雷击危害。在多雷的区域,以安装避雷器,降低接触地面的电阻值等方式,进行抵御雷击造成的输电故障。 (二)运行、检修保障 电力单位工作人员应恪尽职守,做好输电线路故障分析、检修等工作,及时清除隐患,为安全可靠供电奉献自己的力量。 1、做好信号收集工作。很多不利因素都能导致输电线路出现故障,为精确找到线路故障点,工作人员必须加强信号采集的各项工

架空输电线路故障诊断及故障点定位

架空输电线路故障诊断及故障点定位 摘要:电网的整体输电线路对于整个电力系统的正常工作是至关重要的,它的 正常工作与否直接影响到整个供电系统的安全性和稳定性。架空输电线路的运行 和维护管理受到多种因素、多个方面的影响,因此需要加强输电线路运行维护及 管理。同时如何及时、准确的对电力系统架空输电线路中故障的位置进行确定, 最大限度的提高恢复供电的效率,降低电力企业以及电网用户的损失。 关键词:架空输电线路;故障;诊断 引言 架空输电线路作为电网的重要环节,具有点多、面广、线长等特点,长期暴 露在野外,极易遭受各种外力的损害。因而,危及到整个架空输电线路的安全隐 患时有发生,部分线路甚至存在着极大的安全不确定性。例如一些来自偶然的虫 鸟危害、雷电的击打、冰雹等,这些自然因素都会对整个供电线路带来极大的危 害和威胁,并且这样的意外灾害的破坏力是极大的。故障发生后,由于线长面广,采用以往凭经验,分段、逐段、逐基杆塔检查等传统方法进行排查,费时费力, 停电范围大、时间长,很难快速、准确的查清,隔离故障区段。同时,由于大多 线路处在山坡、沟壑之上,故查找过程中人身安全风险系数增大。 1.输电线路故障分析原因 1.1短路故障的原因 产生短路故障的基本原因是不同电位的导体之间的绝缘击穿或者相互短接而 形成的。三相线路短路一般有如下原因:倒杆造成的三相接地短路、线路带地线 合闸、线路运行时间较长绝缘性能下降、受外力破坏等。两相短路故障的原因是:线弧垂大,遇到刮大风导线摆动,两根线相碰或绞线形成短路;外力作用,如杂 物搭在两根线上造成短路;受雷击形成短路,绝缘击穿,电路中不同电位的导体 间是相互绝缘的。 1.2断路故障的原因 断路为最常见的故障,其最基本的表现形式是回路不通。在某些情况下,断 路还会引起过电压,断路点产生的电弧还可能导致电气火灾和爆炸事故。断路点 电弧故障:电路断线,尤其是那些似断非断的点,在断开瞬间往往会产生电弧, 或者在断路点产生高温,电力线路中的电弧和高温可能会酿成火灾;三相电路中,如果发生一相断路故障,一则可能使三相电路不对称,各相电压发生变化,使其 中的相电压升高,造成事故;二来会使电动机因缺相运行而被烧毁。三相电路中,如果零线(中性线)断路,则单相负荷影响性更大。线路断路一般有如下原因: 架空输电线路的一相导线因故断开;导线接头接触不良或烧断;外力作用造成一 相断线;配电低压侧一相保险丝熔断等。 1.3线路接地故障原因 线路接地一般有如下原因:导线接头处氧化腐蚀脱落,导线断开落地;外力 破坏造成导线断开落地;线路附近的树枝等碰及导线。如在线路附近伐树到在线 路上,线跨越道路时汽车碰断等;电气元件绝缘能力下降,对附近物体放电。 1.4自然灾害引起的故障 (1)雷电危害。雷电的危害是引起电力危害的主要原因之一,雷电造成的输电线路故障情况时有发生,一般情况下的故障表现方式是变电跳闸,特别是在一 些地形极其复杂的地区,雷电天气比较多,输电线路遭受到雷电的损失更为巨大,遭遇雷电的次数更加频繁,雷电产生的故障率也格外的多。

输电线路故障点查找及判断

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/2617905796.html, 输电线路故障点查找及判断 作者:王德海王彦祯邵九陈曦马骏 来源:《科学与财富》2017年第33期 摘要:随着输电线路密度增大、用电量的增长和强雷暴等极端天气的影响,输电线路跳闸机率大幅上升。快速准确查找输电线路故障点是输电线路安全运行的重要保证。本文针对如何快速准确查找输电线路故障点进行了探讨。 关键词:输电线路;故障点查找;判断分析 随着我省用电量的增长,输电线路密度越来越大;加之气候变暖带来的强雷暴、阴霾天气增多等极端天气的影响,输电线路的跳闸次数逐年增加。面对短时间内多条输电线路跳闸,在人手有限的情况,如何快速准确找出故障点,显得十分重要。 一、掌握准确的定点数据尽快找到故障点 (一)输电线路采用继电保护装置必须满足可靠性、选择性、快速性和灵敏性要求。在110kV及以上变电站基本装有故障录波器。故障录波器的整定值要求其测距误差不大于5%,(或2km)且无判相错误,并能准确记录故障前后的电压、电流量,这给故障巡视提供了详实的基本数据。通常输电线路运行单位不需要过多考虑录波数据的准确程度,因为装置主要是由继保维护人员进行严格的整定。 (二)输电线路运行单位完善输电线路台帐数据,及时更新改造后的数据。保护及自动装置测出的是变电站到故障点的距离,没有给出故障点塔杆号,我们需要根据输电线路档距长度计算出故障点杆塔号。因此,输电线路运行部门需要完善好输电线路台账,及时更新输电线路档距,根据测距计算出故障点的杆塔范围,实现输电线路故障点的快速准确定位。 (三)输电线路故障形式有多种,以输电线路单相故障居多,但近年由于强雷暴的天气较多,江苏地区2016年4月至10月落雷次达32789次,是去年同期的2.5倍,雷电直击铁塔情况大幅增多,输电线路发生三相、两相故障的比例都有较大增加。输电线路发生故障后,调度一般能提供输电线路故障相位,充分运用好故障相位对故障点查找很重要。巡查人员在检查时,应重点巡查输电线路故障相。根据相位及相位对应的横担位置可以使故障查找范围进一步缩短。 (四)对于江苏地区多雷雨天气,雷击跳闸是输电线路发生最多的跳闸故障,将雷电定位系统引用到故障点查找当中,能加大故障点查找到准确性,由实际应用经验反映,由雷电定位系统结合故障录波一起应用,能给故障点查找提供更确的数据支持。由于测量时存在仪器的误差的因素,因此在测量杆塔经纬度时采用两部经纬仪同时测量,取平均值,经纬仪在杆塔位中心停留2至3分钟上。

架空输电线路常见故障及预防措施分析

架空输电线路常见故障及预防措施分析 近几年,人们在生活与工业用电方面明显增加,有关电力体系的安全输电问题也日益成为人们关注的重点,现在电力体系多采用架空输电线路的方式进行输电作业,然而由于输电线路分布区域广、距离长、杆塔架设地区环境较为复杂等特征,架空输电线路在运转期间会因为气候等多种不利因素而引发故障,影响电力体系的安全运行,严重的甚至有造成大面积停电的可能。文章主要从架空输电线路经常出现的故障起因着手研究,并对相应故障的预防策略进行分析。 标签:架空输电线路;常见故障分析;预防措施 引言 现今,经济的发展与技术的提升让电力体系整体设备也有所增强,同时系统整体可以选用自动化的方式进行监控,而生活与工业用电量的增加,无形中提升了对电力体系的考验与安全输电的要求,需要电力系统加大对输电线路的维护与检修。然而架空输电线路通常所处地理环境复杂,且长时间处在露天环境下,极易受到恶劣环境的影响,产生较大的故障,严重的会出现大面积停电的现象,为人们生活与工作带来一定损失;而输电线路故障排除的难度较大,需要提前对其容易发生的故障进行一定的预防,避免大损失的出现,本文即针对架空输电线路常见故障及其相应预防策略进行分析。 1 架空输电线路常见故障类型及其特点 架空输电线路是电力体系与输电网络的主要组成,其承担着大部分的工业与生活输电任务,也是电力体系中最容易发生故障的部分。其常见故障依照性质划分,主要分为瞬时类故障与永久类故障,其中瞬时类故障主要有雷电过电压引发的闪络与鸟类所导致的短路等,永久性故障多是由于气候或设备本身等原因引起的,如冰雪类天气或线路老化等所引发的瞬时过电压击穿输电线路绝缘装置,设备安装、风暴、地震等引发的输电线路永久性短路等问题。依照其具体类区分,可以分为横向与纵向故障,其中横向故障主要为单相、两相与三相短路,纵向故障主要有一相与两相断线问题,这些故障极易引发输电线路出现跳闸等事故,因此需要在发生故障的第一时间找出其故障原因,有针对性的解决问题,或提前针对某项故障做好预防措施。 1.1 鸟类危害的特征 鸟类会经常降落在架空输电线路上进行休憩,但其对输电线路也是存在危害的,其危害主要来自于筑巢、飞行以及鸟粪等造成的闪络。鸟类在输电线路上所筑巢穴的材料多为树枝,树枝在干燥的天气中对线路的影响不大,一旦碰到阴雨天气,巢穴极易被风吹落到导线或绝缘子上,容易造成架空输电线路接地短路事故,严重的可能会出现烧断导地线等事故;且鸟类飞行期间其叼着的树枝等物体也容易降落到输电线路上,一旦这些物体降落在绝缘子均压环或杆塔与导线绝缘

低压配电网故障定位系统设计

低压配电网故障定位系统设计 发表时间:2020-03-19T06:23:40.613Z 来源:《云南电业》2019年9期作者:吴家斌 [导读] 本文主要分低压配电网故障定位系统设计和故障快速抢修。 (身份证号码:44010319900601xxxx) 摘要:在经济发展中,所有行业和企业的发展必须利用电力的能量,这对供电工作要求很高,低压配电网在日常运营过程中容易出现一些故障。电力企业必须不断加强维护支持能力,努力快速解决问题、修复工作、低压配电网络的安全性和顺利运行。本文主要分低压配电网故障定位系统设计和故障快速抢修。 关键词:低压配电网;故障定位系统设计;快速抢修 引言 低压配电网处于整个电力系统的最末端,其运行状况的好坏直接影响到供电的安全性和可靠性,与电力用户的切身利益相关,由此可见,实现对低压配电网故障的快速定位和隔离具有巨大的现实意义,同时应加强对低压配电网的日常管理工作,保证低压配电网处理良好的工作状态,有利于保证我国经济快速、有序的发展。 1、低压配电网的常见故障 低压配电网最常出现的故障包括接地故障和短路故障,其中接地故障主要以单相接地为主。目前,我国在3-66kv中低压配电网中普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地(即谐振接地)运行方式。在电网发生单相接地故障时可带故障继续运行1-2h,但是长期带故障运行,容易促使绝缘薄弱处发生对地击穿,造成两相接地短路故障,并会带来跨步电压,给故障线路周围的行人带来安全隐患,线路故障应及时处理,其中跨步电压分布示意图如图1所示。 图2 基于ZigBee的网络拓扑结构 2.2低压配电网故障定位与快速恢复系统 该系统能够独立完成局域范围的低压配电网故障的定位与快速恢复:采集与传输系统把采集到的动态数据传输到故障定位的数据接收中心,进行存储分析,结合故障特征库,实时进行故障分析与推理,并实施对故障的定位、隔离与快速恢复(图3)。

输电线路运维管理制度1.doc

输电线路运维管理制度1 输电线路运维管理制度 高压输电线路担负着电网电能传输的重任,规范输电线路的运行维护是确保电网长期稳定运行的前提和保障。 输电线路巡视 一、巡视类型 (一)定期巡视:经常掌握线路各部件运行情况及沿线情况,及时发现设备缺陷和威胁线路安全运行的情况。其目的在于经常掌握线路各部件运行状况及沿线情况,并搞好群众护线工作,定期巡视由专责巡线员负责,一般每周期进行一次,其它巡视由运行单位根据具体情况确定,也可根据具体情况适当调整,巡视区段为全线。 (二)故障巡视:是为了查明线路发生故障(接地、跳闸)的原因,找出故障点并查明故障原因及故障情况,故障巡视应在发生故障后及时进行,一般巡视发生故障的区段或全线。 故障巡视中,巡线员应将所有的巡视区段全部巡完,不得中断或遗漏,对所发现的可能造成故障的所有物件均应搜集带回,并对故障现场情况做好详细记录,以作为事故分析的依据和参考。 (三)特殊巡视:是在气候剧烈变化(大雾、导线覆冰、大风、暴雨等)、自然灾害(地震、河水泛滥、森林起火等),线路过负荷和其它特殊情况时,对全线某几段或某些部件进行巡视,

以发现线路的异常现象及部件的变形损害。特殊巡视根据需要及时进行,一般巡视全线、某线段或某部件。 (四)夜间、交叉和诊断性巡视:是为了检查导线的连接器的发热 或绝缘子污秽放电情况。根据运行季节特点、线路的健康情况和环境特点确定重点。巡视根据运行情况及时进行,一般巡视全线、某线段或某部件。 (五)登杆塔巡查:是为了弥补地面巡视的不足,而对杆塔上部部件的巡查。 (六)监察巡视:运维检修部及以上单位的领导干部和技术人员了解线路运行情况,检查指导巡线人员的工作。监察巡视每年至少一次,一般巡视全线或某线段。 二、巡视要求 (一)输电技术组要严格按照2013年输电线路巡视计划执行,如有其他原因推迟巡视时间,输电技术组负责人应说清原因,并尽快安排时间继续巡视。 (二)巡视检查的内容应按《架空送电线路运行规程》(DL/T741)执行。运维检修部相关专责,应定期参加线路巡视,以了解线路运行情况并检查、指导巡视人员的工作。 (三)定期巡视在地形条件较好地段,可由有一定工作经验的巡视人员一人进行。特殊巡视、夜间巡视、故障巡视及登杆塔检查必须由二人或二人以上进行。运行人员在巡视时应做到“四

高压输电线路故障定位方法分析

高压输电线路故障定位方法分析 【摘要】本文结合我国电力系统高压输电线路故障定位技术的发展情况,对现代电力系统高压输电线路的常见故障类型进行了阐述,对基于阻抗法的输电线路故障定位技术、基于行波法的输电线路故障定位技术进行了详细分析,并结合输电线路故障定位系统设计实例进行说明。 【关键词】系统故障定位的发展;常见故障类型;故障定位系统设计实例 1 前言 现代电力系统高压输电线路的安全、可靠运行关系到电力企业的切身利益。高压输电线路中产生的故障容易引发电力系统的断电,故如何及时、准确地对电力系统高压输电线路故障的位置进行确定,最大限度的提高恢复供电的效率,对于降低电力企业以及电网用户的损失有着重要作用。近年来,计算机技术在电力系统中的应用不断深化,先进的电力系统微机保护以及故障录波装置得到了积极的发展,这些都推动了高压输电线路故障定位技术的进步。 2 现代电力系统高压输电线路的常见故障类型分析 高压输电线路是现代电力系统中的重要组成部分,随着电力行业的不断发展,其馈线的数量和电容电流的数值日益增加,当系统处于长期运行状态时,容易导致系统故障的蔓延,进而引发系统的过电压和设备损坏,对现代电网输电线路安全以及稳定运行构成隐患。因此,及时、准确的发现和排除系统故障,具有重要的现实意义。高压输电线路常见的故障及原因如表1所示。 3 当前系统高压输电线路主要的故障定位方法分析 高压输电线路的故障定位一直是电力系统研究的重要课题。根据应用的电力线路模型、故障测距的原理以及被测量和测量设备的差异,输电线路故障测距的方法主要包括阻抗法以及行波法两类。 3.1 基于阻抗法的系统输电线路故障定位分析 基于阻抗法的高压输电线路故障定位技术通过对故障情况下的电压、电流值的测量以及相关计算,获得故障回路的阻抗参数,鉴于高压输电线路的长度和阻抗成比例,故据此能够求解出测量点与故障位置之间的实际线路距离。依据阻抗测距方法中测量的电气量位置的不同,可以将其分为基于单端电压及电流量的单端算法、基于双端电压及电流量的双端算法两种。对于这两种方法,可以从以下方面进行阐述:(1)关于单端算法。相对于双端算法,单端算法具有造价不高、不会受到通信条件的制约、简单可靠等特点,同时也存在测量距离精度偏低的缺点;(2)现代通信技术以及全球定位技术的不断发展促进了利用双端电气量的测距算法的实现。双端法能够从原理上克服单端法的不足,能够实现更高精度的故

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