廖思源

（國網(wǎng)吉林省電力有限公司吉林檢修公司，吉林 吉林 132000）

作為我國跨區(qū)域用電，遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹匾Ｕ?，?000kV特高壓輸電在國民經(jīng)濟(jì)與發(fā)展中起到了重要基礎(chǔ)建設(shè)支撐作用。目前業(yè)界公認(rèn)的特高壓輸電線路技術(shù)攻關(guān)難點(diǎn)即故障發(fā)生后，對故障點(diǎn)的快速定位與診斷。一般化解決方案為采用人工方法對輸電線路進(jìn)行排查或采用無人機(jī)對線路進(jìn)行遠(yuǎn)程查找，但由于范圍廣、精度低不能有及時(shí)的在短時(shí)間內(nèi)對線路故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。對于采用分布式故障診斷系統(tǒng)則能夠在輸電線路發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行短時(shí)間快速定位，有效提高了特高壓輸電線路的運(yùn)行維護(hù)效率。

1 分布式故障診斷系統(tǒng)技術(shù)方法

該技術(shù)主要采用1000kV特高壓輸電線路上安裝多組分布式故障診斷裝置的技術(shù)手段，可以對故障電流與行波電流進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測。當(dāng)雷擊、風(fēng)偏線路故障發(fā)生時(shí)能夠快速確定故障點(diǎn)，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)效率。在分布式故障診斷系統(tǒng)中對行波波形的分析也能夠有效預(yù)判故常產(chǎn)生的類型，并及時(shí)解決故障。下面對分布式故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理做詳細(xì)介紹。

1．1 分布式故障診斷系統(tǒng)構(gòu)成

該系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成，分別為檢測終端，主要安裝在輸電線路的各段輸電線路上，主要用以監(jiān)控運(yùn)行參數(shù)與故障信號。第二部分為數(shù)據(jù)的收集中心，可實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。第三部分為客戶端，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用端的實(shí)時(shí)查詢功能。其中第一部分檢測終端是該系統(tǒng)中最為重要的一環(huán)它主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理、以及通過數(shù)據(jù)的報(bào)錯(cuò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自我恢復(fù)。

1．2 故障定位

在分布式故障診斷系統(tǒng)中，多組故障診斷裝置將輸電線路分為若干段區(qū)域。當(dāng)故障發(fā)生后可以通過故障電流判斷故障所在區(qū)間并進(jìn)行波形定位。分布式故障診斷系統(tǒng)采用單端、雙端、分閘等多種行波定位方式，通過相互驗(yàn)證故障點(diǎn)，提高了故障定位精度。

1．3 輸電線路故障類型判斷

通常情況下，不同的線路故障起因結(jié)合波形的特征，可將故障分為兩種類型：雷擊、非雷擊故障。通過對線路故障波形的分析得出，當(dāng)發(fā)生雷擊故障時(shí)，故障線路的行波電流表現(xiàn)為兩部分，其中一部分在發(fā)生雷擊故障后雷電流直接進(jìn)入輸電線路，另一部分則通過輸電桿塔間接傳輸進(jìn)入輸電線路。雷電流半峰值通常時(shí)間為50μs但在實(shí)際故障中實(shí)際檢測的雷擊電流的半峰值一般為20μs左右，這是由于雷擊傳入輸電桿塔連接地面，地面的反射波極性與雷電相反，波形的重疊使雷電流半峰值快速減弱并加速縮短了尾波。

當(dāng)發(fā)生山火、異物、泥石流等非雷擊輸電線路故障時(shí)，通常情況下輸電線路的行波電流峰值隨時(shí)間進(jìn)行緩慢衰減且其尾波長于雷擊故障。測量發(fā)現(xiàn)其行波半峰值通常大于20μs，其主要原因?yàn)榱鹘?jīng)輸電線路的行波電流為當(dāng)時(shí)段工頻電壓所產(chǎn)生的階躍響應(yīng)，故其峰值衰減時(shí)間較長。通過以上方法可對雷擊與非雷擊輸電線路故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

2 分布式故障診斷系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

在吉林省某±1000kV特高壓輸電線路中，當(dāng)線路故障發(fā)生后，極Ⅱ極保護(hù)電壓突變量保護(hù)動作，極Ⅱ極發(fā)生閉鎖，且3套保護(hù)均為正確動作，其中分布式故障診斷系統(tǒng)檢測終端采集如下信息：某線路與7日18時(shí)25分03秒910毫秒顯示故障，位置發(fā)生在1286號輸電桿塔與1334號輸電桿塔之間，距1286號桿塔大約35km，經(jīng)檢測故障輸電桿塔為1311號輸電桿塔，其中行波起始段未發(fā)生反極性脈沖，且波尾小于20μs，判斷故障性質(zhì)繞擊。1311號輸電塔位于C2多雷區(qū)，通過雷電信息查詢得到在1311號輸電桿塔附近1.5km距離2min內(nèi)發(fā)生1處雷電活動，雷電流48.8KA，通過進(jìn)電氣數(shù)學(xué)模型模擬計(jì)算得到1311與1312區(qū)間最大繞擊電流為135kA，對本次的48.8kA雷電流，在300-620m區(qū)間內(nèi)都存在發(fā)生繞擊的可能。

通過線路運(yùn)行維護(hù)小組對1311號輸電桿塔附近基站的線路巡視發(fā)現(xiàn)1312號輸電桿塔塔材、腳釘均發(fā)現(xiàn)放電跡象。由此實(shí)例可見在發(fā)生特高壓輸電線路故障時(shí)，分布式故障診斷系統(tǒng)通過對故障點(diǎn)數(shù)據(jù)的分析與判斷能夠得出較高的精確性結(jié)論。

3 結(jié)語

在1000kV特高壓輸電線路中充分應(yīng)用分布式故障診斷系統(tǒng)能夠及時(shí)有效的監(jiān)測行波波尾的發(fā)生時(shí)間，在輸電線路發(fā)生雷擊或非雷擊故障時(shí)能夠提供準(zhǔn)確有效的故障診斷，極大地節(jié)省了故障巡視時(shí)間與巡視范圍，有效提高復(fù)雜環(huán)境下巡視作業(yè)效率，節(jié)約人力物力。分布式故障診斷系統(tǒng)作為特高壓輸電線路中高效的運(yùn)行檢修技術(shù)方法，為實(shí)現(xiàn)智能化輸電線路的運(yùn)檢提供了重要理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持。