配电线路故障在线监测装置分析

2019-06-18张凯明

商品与质量 2019年47期

张凯明

国网四川省电力公司平昌县供电分公司四川巴中 636600

配电线路承担着输送电力的重任，配电线路一旦出现故障就会影响到正常用电，因此配电线路出现故障时需要及时排查故障并进行修复。但是，配电线路结构复杂，很难及时排查出具体的故障问题，而应用在线监测装置可以对配电线路的运行情况进行全面检测，为电力人员排查故障、修复故障提供便利。

1 配电线路概述

配电线路是输送电力的线路，可将降压变电站当中的电力输送到配电变压器，也可将配电变电站当中的电力输送到用电单位[1]。正常情况下，配电线路的电压在3.6KV-40.5KV这个范围内。在建设配电线路时需要保证配电线路的安全可靠，要保证配电线路能够连续供电，这样才能够有效提高输电效率。在自然因素、人为因素以及设备因素的影响下，配电线路很容易出现短路故障、接地故障等故障，不仅会影响到供电质量，也可能会引发安全事故。

2 故障在线监测装置概述

配电线路故障在线监测装置是以故障指示器技术以及通用分组无线业务技术为基础的，主要由线路信号采集系统、数据传输控制系统以及监控中心共同构成的在线监测装置[2]。（1）线路信号采集系统的核心技术为数字信号处理器，主要是由分析算法电路、电源电路等模块共同构成，其中包括数据通信装置，可以传输所采集的故障信息。（2）数据传输控制系统能够接收故障信息，并对故障信息进行分析处理，然后再将故障信息输送到监控中心。数据传输控制系统当中包含手机卡等无线传输终端，可以将故障信息发送到计算机上，也可以将故障信息发送到特定的手机上，这样电力人员就可以及时发现故障。

3 配电线路故障在线监测装置的重要性

3.1 有利于缩短故障停电时间

通常情况下，如果配电线路出现故障的话需要利用六至二十四小时排查故障，但是应用故障在线监测装置能够有效缩短故障排查时间，大约能够缩短两小时左右[3]。如果在一年时间内，配电线路会出现五十次故障，那么利用故障在线监测装置就可以缩短100个小时的故障排查时间，也就是可以减少100个小时的停电时间，就可以减少将近450MW·h的电量损失，有利于增加电力企业的经济效益。

3.2 有利于提高电力人员的工作效率

配电线路出现故障时，电力人员需要在一个非常大的范围内排查故障，无异于大海捞针，增加了电力人员的工作压力，也影响到了电力人员的工作效率。而利用故障在线监测装置可以缩小故障排查范围，这样不仅可以让电力人员快速找到故障点，也可以减轻电力人员的工作强度。

3.3 有利于提高供电质量

应用故障在线监测装置可以缩小故障排查范围、缩短故障排查时间，缩短故障停电时间，这样就可以增强供电的稳定性，提高供电质量，减少对用户的影响。

4 配电线路故障在线监测装置的应用

4.1 短路故障监测

短路故障指的是电路或者电路当中的一部分被短接而出现的故障。能够诱发短路故障的因素有很多，比如雷雨、暴雨等恶劣天气都可能会诱发短路故障。在发生短路故障时，配电线路的电流会瞬间升高，这样不仅会导致设备损坏，还有可能引发火灾、爆炸等安全事故，因此在故障发生时需要及时排查并修复故障。配电线路发生短路就相当于两个电源直接短接，故障点周围电路上的电流就会非常大，继电保护装置就会直接进行断电。若配电线路同时出现了以下三种情况，故障在线监测装置就能够检测出故障。（1）配电线路当中出现了突变电流。（2）大电流持续时间短，基本不超过3秒。（3）大电流持续3秒之后，配电线路就会停电。如图一所示，如果2号配电线路D点发生短路故障的话，大电流在经过故障指示器时，2号配电线路B相中的标号为2、5、8的三个指示器以及2号配电线路C相中的标号为3、6、9的指示器会发出信号，但是2号配电线路B相中标号为11的指示器和C相中标号为12的指示器不会发出信号。

图1 配电线路短路故障

4.2 接地故障监测

接地故障指的是导体和大地之间的意外连接，配电线路当中出现的故障大多为单相接地故障。接地故障的引发原因比较多，比如说建筑物位置不当、人为影响、树木影响等。在发生接地故障时，不会直接影响到供电质量，但是如果单相接地故障存在时间过长的话可能会引发短路故障，继而引发安全事故，因此需要及时排查故障。配电线路在发生单相接地故障时会出现不同的暂态现象，比如说可能会出现接地线路对地电压下降、接地线路谐波增大等情况。如果配电线路在发生单相接地故障时同时出现了线路中有突变电流、接地线路电压下降、接地线路仍然能够供电这三种情况的话，故障在线监测装置就能够检测出接地故障。如图二所示，当2号配电线路D点出现接地故障，故障电流在故障指示器中流过时，2号配电线路C相当中标号为3、6、9的指示器会发出信号，但是标号为12的指示器不会发出信号。

图2 配电线路接地故障

4.3 过电流监测

配电线路不仅会出现短路故障和接地故障，也会出现过电流这种情况。过电流指的就是配电线路当中出现超过额定电流的电流，主要包括短路电流以及过载电流两种。如果出现大风、雷电等恶劣天气或者是出现线路瞬时故障的话，配电线路就可能会出现跳闸等情况，但是不会造成永久短路，电力人员可利用故障在线监测装置并按照短路故障的检测方法检测过电流。