配电线路在线故障识别与诊断方法分析

腾格尔

摘要：随着智能电网以及配电自动化的建设发展，配电线路在线监测系统的应用逐渐增多，该系统通过获取准确的配电网运行数据来确保配电线路的运行安全，为解决配电线路故障问题提供帮助。本文将从配电线路在线故障识别出发，分析配电线路故障问题的识别特点，并探究配电线路在线故障的诊断方法，以此为配电网的稳定运行提供一些建议。

关键词：配电线路;在线故障识别;诊断方法

引言：配电网因结构复杂、运行环境多变等原因，导致故障问题时有发生，特别是中低压配电网故障问题最为频繁，虽然电力系统允许故障发生后继续运行一段时间，但长时间带故障运行，依然会为系统安全带来威胁，必须及时、准确判断出故障问题。

1配电线路在线故障识别

1.1单相接地故障

我国中低压配电线路的中性点通常使用小电流接地方式运行，之所以采取此种运行方式，是因为单相接地故障发生后，接地电路微弱，线路电压仍然能够维持运行，使电力系统继续运行1至2个小时。在此时间内必须要找出故障线路，消除故障问题，保障线路绝缘的安全[1]。

1.2高阻故障

高阻故障是短路故障的一种，主要是配电线路在受到不良因素干扰后，线路接触到高阻抗的地面、建筑或干扰物等，从而发生短路故障。特别是架空配电线路在较为复杂的大环境下，很容易因为接触或缠绕导致其接触高阻抗干扰物，从而带来高阻故障。

1.3间歇性故障

间歇性故障的产生是配电线路运行过程中出现间歇性放电问题所导致的，这类问题具有随机性、不确定性的特点，间歇性故障问题可能导致几秒隔断，也可能导致长时间达几天的隔断，这将对配电线路的运行造成严重损害。

2配电线路在线故障诊断方法

2.1遥感测试法

遥感测试法是通过绝缘遥感装置或是通过万用表的数据进行测量分析的一种故障诊断方法，根据配电线路的绝缘电阻的设定标准来分析故障位置和故障类型。在线识别系统对故障问题发生点位或区段进行分析，可以在多个分支位置识别电路电阻状况，提高故障诊断的准确定，并使用绝缘遥感检测分析过程中的无向电阻，确定故障发生位置是否存在检测区段，如果故障点在电阻的有效部分范围内，则故障诊断将缩减检测的距离控制范围，不断提高精准度，最终识别出故障点位，而且配合电力系统可以迅速控制故障影响范围，降低故障影响。不过安装绝缘遥感装置或是万用表需要较大的投入，根据配电线路故障诊断的实际情况来看，也可以采用重点定位的方式来主动定位容易出现故障问题的位置，借助系统信号反馈的具体情况，识别配电线路故障定位内的状况。一般情况下由在线故障诊断系统收集故障分析，并反馈给管理人员，借助数据测试分析的结果与管理人员的检修经验，大幅提高配电线路故障问题诊断的准确性。

2.2暂态能量法

配电线路在发生故障时多项指标都会出现变大，比如电压、电流、谐波、频率偏移、波形畸变等情况，在配电线路在线故障识别与诊断中需要对某个或多个特定的指标进行评估，以此来诊断配电线路状态。传统故障监测多收集配电系统的穩态信息，而在配电线路在线监测系统投入使用后，配电系统暂态数据信息的采集难度大幅降低，而且暂态量本身就比稳态量具有更多的故障信息，基于暂态能量变化分析的诊断方法由此而生。该方法是通过先进的数据采集方法，将采集与分析过程中合二为一，利用重构算法在采集数据收集过程中便能够进行故障信号诊断，而且该方法在故障信号收集时可以消除噪声带来的影响，进一步提高故障诊断的准确性。暂态诊断方法较为先进的信号处理方式为压缩感知，将信号采集与恢复信号两个部分进行组合，在配电线路识别与诊断的表现中就是故障在诊断后，系统在重构算法下迅速发出恢复正常信号的指令，使得暂态量内获取的故障信号将具有极高准确性，保障诊断的有效性[2]。

2.3行波定位法

行波定位法的原理是利用配电线路故障点所产生的电压行波到测试点往复一次的时间差值，以此计算出故障点距离。此方法的原理是利用配电线路导体连接段与线路出现故障处的阻抗存在不相等状况，在行波反射作用下诊断并定位故障在配电线路某处发生故障后，故障点的电压和电流会发生突变，形成暂态行波，并在故障点与电缆之间不断反射。较为常见的单端行波法是由安装在测量位置的行波采集装置接收到暂态行波后，便会通过网络对该行波信号进行模拟，分析出行波波形，将此波形与正常状态配电线路的行波波形进行比对来识别故障。根据故障点行波反射幅度衰减状况，从反射的时间差值计算出行波在故障点与测量位置往返一次的时间，再计算出波形传播时间和行波速度，从而得到配电线路故障点到测量位置的距离，进而确定故障点位。而根据测量端记录行波浪涌可以判断故障类型，比如单相瞬时接地故障表现的测量结果为单次高幅，而永久性接地故障行波浪涌呈现阶段性衰减特征。另外，在配电线路发生某些故障时，线路的断路器重合闸会出现跳闸，分离瞬间也会产生暂态行波，与单端行波法不同的是，这种行波源并不是故障点，而是断路器，虽然能够通过行波传播反射定位故障点，但无法确定故障类型，因此较为少用。

结论：配电线路在线监测系统的运用为在线故障识别和诊断提供了巨大的帮助，在实际故障在线识别与诊断过程中需要特定的设备或方法搭配使用才能取得良好的识别诊断效果，通过分析多种故障因素以及多种故障诊断方法，证明了配电线路在线故障识别与诊断具有较大的发展优势，提高了配电线路故障处理效率。

参考文献：

[1]姚虹阳.配电线路在线故障识别与诊断方法研究[J].科技风，2020（04）：186.

[2]张卫东，李德兵，高盛，等.配电线路在线故障诊断系统的设计与实现[J].电子制作，2018（14）：68-69+67.