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分析配網(wǎng)線(xiàn)路在線(xiàn)檢測方式的創(chuàng )新理工論文
架空配電線(xiàn)路即用絕緣子和桿塔將導線(xiàn)架設于地面上的電力線(xiàn)路。一方面包括導線(xiàn)和支持的桿塔、固定桿塔的拉線(xiàn)、保證絕緣的絕緣子、連接導線(xiàn)的金具、實(shí)現導線(xiàn)各種排列的鐵附件;另一方面包括直接接于線(xiàn)路上使用的配變、調壓器、無(wú)功補償和起連接、隔離和保護作用的開(kāi)關(guān)、刀閘、令克、避雷器、電纜。
本文根據現代配網(wǎng)架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路的特點(diǎn),介紹了智能在線(xiàn)的檢測方法,從硬件的安裝和軟件的應用以及應用特點(diǎn)等方面進(jìn)行了詳述。
1 配網(wǎng)架空線(xiàn)路的在線(xiàn)檢測方式
架空線(xiàn)路故障指示器主要適用于6~35kV電壓等級的架空線(xiàn)路。在系統發(fā)生短路或接地故障時(shí),故障指示器能夠準確地發(fā)出報警信息,檢修人員可以根據報警指示迅速確定發(fā)生故障的區域并找出故障點(diǎn),極大地提高了工作效率、縮短了停電時(shí)間,有效地提高了供電的可靠性。故障指示器具有翻牌指示功能、閃光警示功能,智能故障指示器具有翻牌指示功能、閃光警示功能、2遙遠傳功能。在配電網(wǎng)故障綜合診斷系統中,與智能配電終端配合使用,作為關(guān)鍵點(diǎn)故障指示以及架空線(xiàn)路模擬量采集。
1.1 特點(diǎn)
正常運行時(shí),窗口為白色顯示。白天發(fā)生短路、接地故障時(shí),窗口翻牌轉為紅色并伴有閃光警示;夜晚發(fā)生短路、接地故障時(shí),閃光警示。
ZS-B型故障指示器具備遙信、遙測功能(2遙)�？垢蓴_能力強,動(dòng)作準確,信號不受線(xiàn)路勵磁涌流、高次諧波、電流波動(dòng)的影響。故障段查找簡(jiǎn)單:指示器直接安裝在配電線(xiàn)路上,通過(guò)相鄰兩組指示器動(dòng)作與否可以很方便地確定故障區段。在線(xiàn)運行:直接安裝在架空線(xiàn)路上,免維護。指示器按照出廠(chǎng)設定的復位時(shí)間在動(dòng)作后由故障狀態(tài)自動(dòng)返回正常位置。帶電裝卸極其簡(jiǎn)單,不影響線(xiàn)路運行。
1.2 檢測原理
1.2.1 判斷接地的故障指示原理圖:
圖1 接地故障指示原理圖
如圖1所示,當線(xiàn)路A相發(fā)生單相接地后,故障線(xiàn)路A相1#、4#、7#采集到故障信號,同時(shí)發(fā)出了告警信號,而10#及其余故障指示器均未動(dòng)作,由此可以快速準確地判斷出故障區段位于D區段。
1.2.2 判斷短路的故障指示原理圖:
圖2 短路故障指示原理圖
如圖2所示,當線(xiàn)路A、B相發(fā)生相間短路時(shí),1#、2#、4#、5#、7#、8#均采集到故障信號,同時(shí)發(fā)出了告警信號,而10#、11#及其他故障指示器均未動(dòng)作,由此可以快速準確地判斷出故障區段位于D區段。
1.3 架空線(xiàn)路的智能配電終端
智能配電終端安裝在電桿上,測量線(xiàn)路運行參數,并將數據上傳至主站。智能配電終端內附報警燈、翻牌指示器�？梢酝ㄟ^(guò)GPRS模塊實(shí)現無(wú)線(xiàn)傳輸功能,通過(guò)光電轉換模塊實(shí)現光纖傳輸。
智能終端的主要功能有:與架空線(xiàn)路CT及智能斷路器配合,實(shí)現具有“四遙”功能的智能配電終端。采集故障遙信變位和帶電狀態(tài)變位,并可向主站發(fā)送狀態(tài)量。采集并可同時(shí)向主站傳送饋線(xiàn)的電氣模擬量。其中模擬量包括:相電流IA、IB、IC、零序電流Io、頻率f、溫度。同時(shí),與斷路器配合使用,裝置具有接收主站指令對就地斷路器進(jìn)行控制的功能。裝置具有遠方和就地調整參數的
功能。
通過(guò)架空線(xiàn)路CT準確測量線(xiàn)路的相電流和零序電流,并且能夠將數據上傳至主站,實(shí)現全局的可觀(guān)可測,符合智能配電網(wǎng)的要求。智能配電終端具有參數遠方設置功能和就地設置功能。接收主站的參數設置及定值修改,主站可隨時(shí)召喚智能配電終端的當前設定值。發(fā)生故障后,智能配電終端能夠利用GPRS或光纖將故障信息發(fā)送給主站,以便及時(shí)處理故障。
智能配電終端能記錄事故發(fā)生時(shí)的最大故障電流和事故前一段時(shí)間的平均負荷,以便分析故障。自檢和自恢復功能,智能配電終端具有自檢測功能,并在設備發(fā)生自身故障時(shí)及時(shí)告警;智能配電終端具有可靠的自恢復功能,一旦受干擾造成死機,可以恢復正常運行。
超低功耗設計,使用壽命長(cháng)。能夠適應惡劣運行環(huán)境,在-40℃~70℃溫度變化范圍內正常工作,具有良好的防潮、防雨、防腐蝕措施。能夠承受高電壓、大電流、雷電等干擾,具有很強的抗干擾能力。
2 配網(wǎng)電纜線(xiàn)路
在城市配網(wǎng)中,電纜線(xiàn)路是主要的線(xiàn)路組成部分,在系統發(fā)生短路或接地故障時(shí),故障指示器能夠準確地發(fā)出報警信息,檢修人員可以根據報警指示迅速確定發(fā)生故障的區域并找出故障點(diǎn),極大地提高了工作效率、縮短了停電時(shí)間,有效地提高了供電的可靠性。故障指示器具有翻牌指示功能、光纖傳輸功能,智能故障指示器具有閃光警示功能、光纖傳輸功能。在配電網(wǎng)故障綜合診斷系統中,與智能配電終端配合使用,作為關(guān)鍵點(diǎn)故障指示,電纜線(xiàn)路模擬量采集。其特點(diǎn)與架空線(xiàn)路類(lèi)似。
3 主站系統描述
3.1 系統特點(diǎn)
本系統適用于6~35kV配電網(wǎng),能夠實(shí)現故障區域及故障類(lèi)型判定。系統具備諧波分析、故障錄波、故障統計分析等功能。本系統適用于中性點(diǎn)不接地、經(jīng)固定消弧線(xiàn)圈接地、經(jīng)自動(dòng)調諧式消弧線(xiàn)圈接地、經(jīng)小電阻接地、經(jīng)高阻接地等接地方式,適用于6kV、10kV、35kV的系統。系統能夠實(shí)時(shí)監測系統三相電壓、零序電壓及線(xiàn)路每個(gè)監測點(diǎn)的有功電流、零序電流。當系統異常時(shí)能夠立刻啟動(dòng)故障錄波,同時(shí)準確判別故障類(lèi)型,如系統諧振、接地故障、短路故障、線(xiàn)路斷線(xiàn)。
系統應用突變量法進(jìn)行選線(xiàn),啟動(dòng)值可以根據線(xiàn)路運行情況多級整定。其實(shí)時(shí)采集系統故障信號,應用多種方法進(jìn)行綜合選線(xiàn)、定段,具體包括:智能群體比幅比相法、諧波比幅比相法、小波法、首半波法、暫態(tài)能量函數法、穩態(tài)能量函數法。裝置通過(guò)粗糙集理論確定各種方法的有效域,根據故障信號特征自動(dòng)對每一種方法得出的故障選線(xiàn)結果進(jìn)行可信度量化評估,應用證據理論將多種方法融合到一起,最大限度地保證各種方法之間實(shí)現優(yōu)勢互補。
系統識別相間短路,單相直接接地、經(jīng)電阻接地、經(jīng)弧光接地、間歇性弧光接地等復雜的故障類(lèi)型,在現場(chǎng)工作人員的配合下可以解決不同線(xiàn)路兩點(diǎn)同相接地故障問(wèn)題。采樣達到單通道5kHz以上,能夠保證選線(xiàn)的正確性和諧波分析功能。系統具有故障錄波功能,可以提供故障前后的波形,包括故障發(fā)生前的一個(gè)周期和故障發(fā)生后五個(gè)周期的波形�？珊Ａ勘４姹４娆F場(chǎng)故障錄波數據和選線(xiàn)結果。
對系統過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓進(jìn)行監測,包括諧振幅度和間歇性。對諧波進(jìn)行監測,包括諧波頻率數值。對電流量的不平衡度進(jìn)行監測,實(shí)現電流越限報警。裝置能夠對各條線(xiàn)路的短路故障、瞬時(shí)接地和永久接地次數進(jìn)行統計,為分析線(xiàn)路的運行狀況提供依據。
3.2 功能介紹
接收智能配電終端的數據。當發(fā)生故障后,能夠將故障信息通過(guò)手機短信方式發(fā)送給工作人員。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將故障信息發(fā)送給調度平臺,采用實(shí)用的Web應用軟件,對數據進(jìn)行深入挖掘,分析饋線(xiàn)的運行狀況并給出提高運行可靠性、經(jīng)濟性的決策支持。具體包括如下功能:
3.2.1 線(xiàn)路運行數據分析風(fēng)險評估功能。一次設備內置傳感器及采樣模塊,采集線(xiàn)電流、線(xiàn)電壓、零序電流、零序電壓等物理量,深入分析電壓電流相位變化、幅值突變等信息,綜合判斷系統的運行狀態(tài),如果發(fā)現數據異常立即主動(dòng)上傳報警信息。
3.2.2 線(xiàn)路重構和自愈分析功能。當線(xiàn)路某一分支發(fā)生故障時(shí),能通過(guò)與智能終端的通訊,對智能斷路器進(jìn)行遙控,切除故障區段。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )重構的方法將該分支正常區段的負荷轉移到其他線(xiàn)路上,實(shí)現配電網(wǎng)的智能自動(dòng)調度。
3.2.3 短路接地故障統計功能。目前電力系統檢修正在從定期檢修向狀態(tài)檢修發(fā)展,該模塊可以對不同區段的短路故障和接地故障進(jìn)行統計,為狀態(tài)檢修提供指導。例如發(fā)現某一個(gè)分支在一段時(shí)間多次發(fā)生短路及接地故障,說(shuō)明該分支線(xiàn)路的運行狀況不好,需要進(jìn)行檢修。
3.2.4 統計報表自動(dòng)生成功能。系統根據用戶(hù)需求,按照預定格式自動(dòng)生成各種數據報表,方便對整體配網(wǎng)運行情況進(jìn)行統計分析。
3.2.5 平面、立體圖形顯示功能。根據變電站現有地理圖形和線(xiàn)路分布圖建立供電系統地理信息圖。當故障發(fā)生時(shí),故障區域自動(dòng)變色、閃爍,提醒、幫助運行人員進(jìn)行故障判斷,同時(shí)為檢修提供有力的技術(shù)支撐。
3.2.6 樹(shù)狀結構顯示。采用樹(shù)狀結構顯示各智能配電終端狀態(tài),方便用戶(hù)隨時(shí)了解線(xiàn)路運行狀態(tài),操作簡(jiǎn)單方便�？蛇b控智能終端,對斷路器進(jìn)行控制。
4 結語(yǔ)
城市配網(wǎng)作為配電網(wǎng)的重要組成部分,其在線(xiàn)監測的研究是非常重要的。從本文可以看出,在常見(jiàn)的接地和短路故障下,通過(guò)硬件裝置的安裝,加以網(wǎng)絡(luò )的連接,使得在線(xiàn)檢測的方式特別的方便和準確。這種遠程連接的方式,更成為現有配網(wǎng)巡線(xiàn)方式的發(fā)展趨勢。
參考文獻
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