关于配电线路故障查找的探析(二)

【摘要】电力线路是电网运行的命脉，它在输送电能的同时又相当脆弱，任何来自外力的破坏以及工作人员的错误操作，都有可能造成大面积停电，甚至电网瓦解，给社会经济和人民群众的生活带来巨大危害。因此，开展电力线路在线检测与诊断方法研究，对于及时处理故障，恢复系统正常运行，维护电力系统安全和用户经济利益都有非常重要的意义。国内外对输电线路的在线检测与诊断研究较多，而对配电线路研究较少，并且偏重于线路发生故障后的诊断与定位，属于离线故障诊断。现有的监测装置和定位装置不能对配电线路的运行状态做到实时监测，也不能对线路的瞬时故障和特征不明显的高阻抗故障做到有效检测和诊断，更不具备对线路早期故障作出预报的功能。配电线路的一些早期故障若不能及时排除，很可能发展成为短路故障，给电力系统的安全运行造成危害。针对目前没有配电线路在线监测、诊断及故障预报系统的情况，根据配电线路运行的稳态信息和暂态信息，本文提出了一套配电线路在线故障监测、诊断及预报系统的方案，并研发出监测装置，进行了挂网运行测试。

【关键词】配电线路；故障诊断；探析

近年来，随着国民经济高速发展，用电需求不断增长，电网供电压力相对较大，这在很大程度上增加了电网发生故障的可能性。通过实践，对传统故障诊断方法进行研究，目前提出了一种名为RBF神经网络配电网故障查找的方法，它主要是根据RBF神经网络理论，再结合配电网模型，从而建立了起了基于RBF神经网络的配电网故障诊断模型对。实践证明，这种工作方法还是比较有效的，并且该故障查找方法表现出一定容错性，这一点有利于配网线路实时监测，其实用价值很高。

1、配网的特点

与输电网相比较，配网具有以下三方面的特点：

（1）供电的半径较小。输电网中使用的经典阻抗法对于配电网中较短的线路故障查找显然不适用。

（2）配电网的末端随机负荷较多，这就使得阻抗法在配网中无法对故障进行精确的定位。

（3）配网线路中的分支太多。线路上的分支太多就会给精确某一分支带来麻烦；其带来的信息过多，就会使真伪信息混杂在一起，难遇分辨。

2、配网故障检测技术的概述

（1）现阶段的故障诊断技术

它是指在配网线路发生故障时，主工作站依据安装在配网中的数据收集监控装置上传的故障信息与数据，再结合配网实际运行情况，通过分析、处理，最终确定出已经发生故障的各种元器件。其诊断方法包括：

基于专家系统的诊断方法：专家系统法就是通过计算机模型，演示人工思维逻辑的一种智能系统，它是多位专家经验的总结，并采用专家推理法，对专家决策的过程进行模拟，从而实现故障的诊断。它一般分为：基于启发是规则推理系统和结合正反推理的系统。在配网故障诊断的实际使用中，它要根据调度人员的经验和配网中断路器表现出来的状态信息，并把继电保护及开关动作的运行逻辑提取出来，从而形成故障诊断规则，再结合调度人员处理故障的经验，通过启发式规则或正反推理策略，寻找可能发生故障的位置。

基于人工神经网络的诊断方法：人工神经网络，实践中主要是运用在输入和输出之间不确定对应关系问题的解决上。它主要利用了训练样本，并在输入和输出之间的高维空间建立某种函数关系，通过这一函数关系来确立输入和输出之间具有不确定性特点的对应关系。从实践来看，人工神经网络配电网线路故障诊断法，在容错性、断能力等方面都具有非常明显的优势，而且其数据处理速度特别的快，可以有效地满足实时性工作的要求。

（2）现阶段的故障定位技术

目前来看，我国中低压配电网采用的多是中性点非有效运行模式，一旦线路发生故障，单相接地故障可以准确、高效地进行定位，进而修复线路、保证正常供电。从这一点来看，它对电力系统的经济性与安全性，都具有非常重大的意义。其方法包括：阻抗法、行波法以及S注入法。

3、在线监测与故障诊断

在线诊断技术的基本原理及工作程序包括状态信息库和故障档案库的建立，以及信号检测、特征抽取、状态识别和预报决策等四个工作程序。设备在线诊断过程：

①信号检测

主要是测取与故障有关的状态信号。状态信号是故障信息的唯一载体，也是诊断的唯一依据。因此在状态监测中及时、准确地获取检测对象状态信息是非常重要的。信号检测过程包括以下方面：1）信号测取过程：主要是通过电量或非电量传感器组成的探测装置获得测量对象参数的变换；2）信号调理过程主要作用是对探测装置获得的信号进行变换以及传输；3）数据采集过程：即把信号由连续变为离散的过程。获得能准确反映设备运行状态的数据是故障诊断的最关键性的一步，也是故障诊断成败的关键所在。按照不同的诊断目的和对象，选择最能反映被测对象状态的信号，使用电量或非电量的传感装置、信号调理装置及数据采集装置等技术手段，对采集数据进行整理，形成被测对象的状态信息库。

②特征抽取

被测对象往往在噪声以及多种电磁干扰环境中工作，所以由探测装置检测到的信号也包含很多的噪声信号以及冗余信息，这些信号不能直接用来分析设备的状态特性，必须经过信号变换进行特征抽取。将由信号检测得到的初始态信号通过信号分析处理，如去除噪声处理、放大或压缩处理、信号变换等过程，提取能反映故障状态的特征，形成待检模式。

③状态识别

分析故障案例，利用数据库技术建立故障档案库，把故障档案库的状态模式定为基准模式，把新发生故障后通过信号检测、特征抽取后获得的状态模式称为待检模式，并与基准模式进行比较判断，则可以判别设备是正常运行。

结束语

目前我国使用的配电网故障实时监测技术，故障信息源比较单一，可以将多个智能体技术与信息融合技术有效地结合在一起，同时利用多个数据源实现配网在线故障监测，业已成为当前我们主要的研究方向；同时还要建立统一、精确和完整的配电网故障监测系统，因此可以说在这一领域我们依然任重而道远。

参考文献

[1]解健，倪建立，杜宇.配电网故降区段判断和隔离的统一矩阵算法[J].电力系统自动化，1999，23（1）：31-33.

[2]曾祥君，尹项根等.配电网接地故障负序电流分布及接地保护原理研究[J].中国电机工程学报，2001，21（6）：84，89.

[3]薛永端，徐丙垠，冯祖仁等.小电流接地故障暂态方向保护原理研究[J].中国电机工程学报，2003，23（7）：51，57.

[4]马国清.配电线路各种故障的预防措施[J].科技致富向导，2009（22）

[5]王辉.影响城市配电系统用户供电可靠性常见故障分析[J].宁夏电力，2006（02）