分析配网线路在线检测方式的创新理工论文

分析配网线路在线检测方式的创新理工论文

　　架空配电线路即用绝缘子和杆塔将导线架设于地面上的电力线路。一方面包括导线和支持的杆塔、固定杆塔的拉线、保证绝缘的绝缘子、连接导线的金具、实现导线各种排列的铁附件;另一方面包括直接接于线路上使用的配变、调压器、无功补偿和起连接、隔离和保护作用的开关、刀闸、令克、避雷器、电缆。

　　本文根据现代配网架空线路和电缆线路的特点,介绍了智能在线的检测方法,从硬件的安装和软件的应用以及应用特点等方面进行了详述。

　　1 配网架空线路的在线检测方式

　　架空线路故障指示器主要适用于6~35kV电压等级的架空线路。在系统发生短路或接地故障时,故障指示器能够准确地发出报警信息,检修人员可以根据报警指示迅速确定发生故障的区域并找出故障点,极大地提高了工作效率、缩短了停电时间,有效地提高了供电的可靠性。故障指示器具有翻牌指示功能、闪光警示功能,智能故障指示器具有翻牌指示功能、闪光警示功能、2遥远传功能。在配电网故障综合诊断系统中,与智能配电终端配合使用,作为关键点故障指示以及架空线路模拟量采集。

　　1.1 特点

　　正常运行时,窗口为白色显示。白天发生短路、接地故障时,窗口翻牌转为红色并伴有闪光警示;夜晚发生短路、接地故障时,闪光警示。

　　ZS-B型故障指示器具备遥信、遥测功能(2遥)。抗干扰能力强,动作准确,信号不受线路励磁涌流、高次谐波、电流波动的影响。故障段查找简单:指示器直接安装在配电线路上,通过相邻两组指示器动作与否可以很方便地确定故障区段。在线运行:直接安装在架空线路上,免维护。指示器按照出厂设定的复位时间在动作后由故障状态自动返回正常位置。带电装卸极其简单,不影响线路运行。

　　1.2 检测原理

　　1.2.1 判断接地的故障指示原理图:

　　图1 接地故障指示原理图

　　如图1所示,当线路A相发生单相接地后,故障线路A相1#、4#、7#采集到故障信号,同时发出了告警信号,而10#及其余故障指示器均未动作,由此可以快速准确地判断出故障区段位于D区段。

　　1.2.2 判断短路的故障指示原理图:

　　图2 短路故障指示原理图

　　如图2所示,当线路A、B相发生相间短路时,1#、2#、4#、5#、7#、8#均采集到故障信号,同时发出了告警信号,而10#、11#及其他故障指示器均未动作,由此可以快速准确地判断出故障区段位于D区段。

　　1.3 架空线路的智能配电终端

　　智能配电终端安装在电杆上,测量线路运行参数,并将数据上传至主站。智能配电终端内附报警灯、翻牌指示器。可以通过GPRS模块实现无线传输功能,通过光电转换模块实现光纤传输。

　　智能终端的主要功能有:与架空线路CT及智能断路器配合,实现具有“四遥”功能的智能配电终端。采集故障遥信变位和带电状态变位,并可向主站发送状态量。采集并可同时向主站传送馈线的电气模拟量。其中模拟量包括:相电流IA、IB、IC、零序电流Io、频率f、温度。同时,与断路器配合使用,装置具有接收主站指令对就地断路器进行控制的功能。装置具有远方和就地调整参数的

　　功能。

　　通过架空线路CT准确测量线路的相电流和零序电流,并且能够将数据上传至主站,实现全局的可观可测,符合智能配电网的要求。智能配电终端具有参数远方设置功能和就地设置功能。接收主站的参数设置及定值修改,主站可随时召唤智能配电终端的当前设定值。发生故障后,智能配电终端能够利用GPRS或光纤将故障信息发送给主站,以便及时处理故障。

　　智能配电终端能记录事故发生时的最大故障电流和事故前一段时间的平均负荷,以便分析故障。自检和自恢复功能,智能配电终端具有自检测功能,并在设备发生自身故障时及时告警;智能配电终端具有可靠的自恢复功能,一旦受干扰造成死机,可以恢复正常运行。

　　超低功耗设计,使用寿命长。能够适应恶劣运行环境,在-40℃~70℃温度变化范围内正常工作,具有良好的防潮、防雨、防腐蚀措施。能够承受高电压、大电流、雷电等干扰,具有很强的抗干扰能力。

　　2 配网电缆线路

　　在城市配网中,电缆线路是主要的线路组成部分,在系统发生短路或接地故障时,故障指示器能够准确地发出报警信息,检修人员可以根据报警指示迅速确定发生故障的区域并找出故障点,极大地提高了工作效率、缩短了停电时间,有效地提高了供电的可靠性。故障指示器具有翻牌指示功能、光纤传输功能,智能故障指示器具有闪光警示功能、光纤传输功能。在配电网故障综合诊断系统中,与智能配电终端配合使用,作为关键点故障指示,电缆线路模拟量采集。其特点与架空线路类似。

　　3 主站系统描述

　　3.1 系统特点

　　本系统适用于6~35kV配电网,能够实现故障区域及故障类型判定。系统具备谐波分析、故障录波、故障统计分析等功能。本系统适用于中性点不接地、经固定消弧线圈接地、经自动调谐式消弧线圈接地、经小电阻接地、经高阻接地等接地方式,适用于6kV、10kV、35kV的系统。系统能够实时监测系统三相电压、零序电压及线路每个监测点的有功电流、零序电流。当系统异常时能够立刻启动故障录波,同时准确判别故障类型,如系统谐振、接地故障、短路故障、线路断线。

　　系统应用突变量法进行选线,启动值可以根据线路运行情况多级整定。其实时采集系统故障信号,应用多种方法进行综合选线、定段,具体包括:智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、暂态能量函数法、稳态能量函数法。装置通过粗糙集理论确定各种方法的有效域,根据故障信号特征自动对每一种方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估,应用证据理论将多种方法融合到一起,最大限度地保证各种方法之间实现优势互补。

　　系统识别相间短路,单相直接接地、经电阻接地、经弧光接地、间歇性弧光接地等复杂的故障类型,在现场工作人员的配合下可以解决不同线路两点同相接地故障问题。采样达到单通道5kHz以上,能够保证选线的正确性和谐波分析功能。系统具有故障录波功能,可以提供故障前后的波形,包括故障发生前的一个周期和故障发生后五个周期的波形。可海量保存保存现场故障录波数据和选线结果。

　　对系统过电压、谐振过电压进行监测,包括谐振幅度和间歇性。对谐波进行监测,包括谐波频率数值。对电流量的不平衡度进行监测,实现电流越限报警。装置能够对各条线路的短路故障、瞬时接地和永久接地次数进行统计,为分析线路的运行状况提供依据。

　　3.2 功能介绍

　　接收智能配电终端的数据。当发生故障后,能够将故障信息通过手机短信方式发送给工作人员。通过网络将故障信息发送给调度平台,采用实用的Web应用软件,对数据进行深入挖掘,分析馈线的运行状况并给出提高运行可靠性、经济性的决策支持。具体包括如下功能:

　　3.2.1 线路运行数据分析风险评估功能。一次设备内置传感器及采样模块,采集线电流、线电压、零序电流、零序电压等物理量,深入分析电压电流相位变化、幅值突变等信息,综合判断系统的运行状态,如果发现数据异常立即主动上传报警信息。

　　3.2.2 线路重构和自愈分析功能。当线路某一分支发生故障时,能通过与智能终端的通讯,对智能断路器进行遥控,切除故障区段。通过网络重构的方法将该分支正常区段的负荷转移到其他线路上,实现配电网的智能自动调度。

　　3.2.3 短路接地故障统计功能。目前电力系统检修正在从定期检修向状态检修发展,该模块可以对不同区段的短路故障和接地故障进行统计,为状态检修提供指导。例如发现某一个分支在一段时间多次发生短路及接地故障,说明该分支线路的运行状况不好,需要进行检修。

　　3.2.4 统计报表自动生成功能。系统根据用户需求,按照预定格式自动生成各种数据报表,方便对整体配网运行情况进行统计分析。

　　3.2.5 平面、立体图形显示功能。根据变电站现有地理图形和线路分布图建立供电系统地理信息图。当故障发生时,故障区域自动变色、闪烁,提醒、帮助运行人员进行故障判断,同时为检修提供有力的技术支撑。

　　3.2.6 树状结构显示。采用树状结构显示各智能配电终端状态,方便用户随时了解线路运行状态,操作简单方便。可遥控智能终端,对断路器进行控制。

　　4 结语

　　城市配网作为配电网的重要组成部分,其在线监测的研究是非常重要的。从本文可以看出,在常见的接地和短路故障下,通过硬件装置的安装,加以网络的连接,使得在线检测的方式特别的方便和准确。这种远程连接的方式,更成为现有配网巡线方式的发展趋势。

　　参考文献

　　[1] 卓剑光.探讨10kV以下配电线路的运行维护及检修

　　[J].黑龙江科技信息,2010,(29).

　　[2] 李建忠.如何做好输配电线路安全运行维护工作[J].电力安全技术,2007,9(5).

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