架空输电线路跳闸故障诊断系统探析

郑杰勇

摘要：在电力系统中，架空输电线路是一个重要的组成部分，其关系着供电的稳定性和可靠性。然而，在架空输电线路实际运行过程中经常会出现一些故障，影响正常的供电，因此，做好故障诊断工作对于架空输电线路而言是十分重要的。本文首先介绍了架空输电线路故障智能诊断系统的组成、工作流程以及故障识别原理，然后对架空输电线路跳闸故障诊断系统的实际应用进行了探析。

关键词：架空输电线路；跳闸故障诊断；诊断系统

0.引言

随着社会经济的高速发展，人民的生活水平得到了很大的提升，对电力的需求也变得越来越大，同时对供电的可靠性和稳定性也提出了更高要求。架空输电线路在电力系统中起着重要的作用，因此做好架空输电线路工作避免发生跳闸故障成为电力系统的一个重要研究课题。目前，架空输电线路跳闸故障诊断系统被广泛应用于架空输电线路诊断工作中，能够对跳闸故障进行智能诊断，因此，研究架空输电线路跳闸故障诊断系统具有一定的必要性。

1.架空输电线路故障跳闸故障诊断系统的构成

1.1线路故障跳闸故障诊断系统的组成

输电线路故障智能诊断系统在进行设计时，采用了分层分布式的体系，系统的主要构成有三个部分，一部分是现场监测终端，一部分是工作站，还有一部分是数据中心，和其他两个部分不同，数据中心还可以另外提供一个功能，也就是WEB服务查询。工作站与数据中心、数据中心与现场监测终端都是相互连接的，连接方式采用的是广域网。架空输电线路故障智能诊断系统虽然作为一个单独的系统，但是实际上其也是输电线路工况在线监测系统的重要组成部分，和在线监测系统另外的组成部分一同分享监测信息。

1.2线路故障跳闸故障诊断系统的工作流程

在输电线路故障智能诊断系统中，现场监测终端是重要的组成部分，这一部分主要安装在输电线路导线上，一旦输电线路发生故障，现场监测终端就会进行监测，监测内容主要包含三个部分，一部分是故障行波电流，一部分是工频故障电流，一部分是谐波电流，在监测的过程中会收集相应信号，收集完毕后会传送到数据中心。为了实现和现场终端的通信，会用到GPRS，数据中心进行通讯时，会将现场监测终端传上来的信息全部接收，同时还会传给现场监测终端相关的控制信息[1]。然后，对于已经传上来的故障信息，数据中心会对其进行相应诊断，之后将信息和结果一并保存入库。工作站的位置处于室内，在每个管理办公室里都会有所分布，可以实现人工操作，其主要功能是建立和设置监测系统、对信息以及结果进行查询等，还有一个非常重要的功能，是实现对现场监测终端的控制设置。

1.3线路故障跳闸故障诊断系统的故障识别原理

架空输电线路故障跳闸故障诊断系统在实际检测应用过程中，其检测的装置是分布在各个输电线上的，从而可以起到分接输电线路的作用，对电流进行监测和记录。首先，在分析过工频故障电流后可以准确的确定出故障所处的范围，然后采用行波定位的方式更加精确的指出故障的具体位置，能够降低其他因素对信号的干扰，提升监测的准确度，最终查找到准确的故障位置。如果故障发生的位置处在监测终端与变电站之间时，工作故障信号的方向是一样的，可以通过纪录信号的方式來准确判定故障的位置。线路故障跳闸故障诊断系统针对不同性质的故障，识别的方法也会有所不同。

2.架空输电线路跳闸故障诊断系统的实际应用

2.1利用人工神经网络进行故障诊断

人工神经网络属于规模较大的时间动力系统，具有非线性功能，能够协同处理信息。人工神经网络的每个神经元结构都并不复杂，其功能也十分简易，但是当众多神经元组合到一起形成一个网络系统时，其作用是不可小视的[2]。人工神经网络和数字计算机相比，其在集体运算以及适应能力上更加强大，不仅具有很强的抗变换性，还具备很好的容错性，因此，目前在输电线路跳闸故障智能诊断上得到了很好的应用。而模糊规则的表述破了一定的分明集界限，表达方式更加自然，能够借助一些逻辑推理表述出连续的函数，从而调整智能诊断系统的参数，增加诊断的准确率。通过对两个系统的结合，达到优势互补，在架空输电线路跳闸故障诊断中发挥出突出的作用。

2.2定位故障位置，有效识别故障

架空输电线路跳闸故障诊断系统能够定位故障所在的位置，并且还能够有效的识别出故障的性质，起到协助判断的作用，有利于输电线路的故障维修工作。例如，某地区500kV架空输电线路中，有100km在最近的时间内发生过跳闸事故，因此该地区相关电力人员在48号杆塔、110号杆塔以及135号杆塔处，安装了架空输电线路跳闸故障诊断系统，然后收集诊断数据。在2016年8月17日17点12分34秒时，110号杆塔处的两侧A开关出现了跳闸现象，并且重合成功，在对这一时间的兴波电流波形图进行分析后，分析相应的工频故障电流波形图，然后在雷电定位系统中进行查找，最终判定此事件中的故障并不是雷击导致。在此基础上，输电线路检修人员开始对线路进行检查，发现110号杆塔的两边相放有鸟粪放电的现象出现，留下了一些放电痕迹，但是在架空地线和绝缘子串中却并没有任何放电的痕迹出现，根据这个结果检修人员果断的采取了维修措施。

2.3对输电线路的防雷工作进行指导

每一个地区的环境和系统设施布局都有所区别，因此每个地区输电线路遭受雷击的程度和频率都不尽相同，要想做好输电线路的防雷工作，应该提前知晓每一个地区的雷击发生频率以及遭受雷击的程度，并以此为依据采取最有效的防雷措施。在这种基础上进行防雷工作能够节省成本，减少人力、物力、财力的投入，并且能够筛选出最优的防雷措施，能够使防雷效果应该明显，大幅度提升输电线路的稳定性和可靠性[3]。例如，某省220kV关泉线2016年4月22日在雷电天气的影响下，39～46杆塔与224～234杆塔之间的雷电活动非常强烈，架空输电线路跳闸故障诊断系统显示，在此次雷电事件中，39～46杆塔与224～234杆塔之间的雷击和其他段杆塔的累积程度相比要严重很多，一共遭受4次雷击，其他杆塔几乎没有发生雷击现象，发生了雷击现象也有且只有一次。由此可以看出，架空输电线路跳闸故障诊断系统在诊断雷电的能力上是非常强大的，完全可以以此为依据对输电线路的防雷工作进行指导，从而采取最优的防雷措施。

3.结语

综上所述，本文对线路跳闸故障诊断系统的构成进行了分析，线路故障跳闸故障诊断系统的构成包含现场监测终端、工作站以及数据中心三个组成部分，每个部分都有着重要的作用，共同实现对架空输电线路故障跳闸故障的诊断。在实际生活中，架空输电线路跳闸故障诊断系统有着十分广泛的应用，能够定位故障的准确位置、识别故障的性质，并且能够对输电线路的防雷工作进行指导，协助电力人员采取最优的防雷措施。为了提升供电的安全性和可靠性，电力行业人员应积极使用架空输电线路跳闸故障诊断系统，并在此基础上不断的进行研究，优化架空输电线路跳闸故障诊断系统的性能，推动电力事业的发展。

参考文献：

[1]裴慧坤，岳鑫桂.智能故障定位监测系统在高压架空线路跳闸分析中的应用[J].中国高新企业，2012（27）.

[2]吴兆鑫，王向前，张国清.基于故障原因综合辨识的输电线路跳闸智能分析[J].机电信息，2013（27）.

[3]孙鑫，杨超.架空输电线路跳闸故障智能诊断的研究[J].科技创新与应用，2014，10（18）：108～110.