徐靖雯 蔣博文 王晨陽

摘要：文章主要針對(duì)大型電力系統(tǒng)輸電線路故障的自動(dòng)識(shí)別做了簡(jiǎn)單探討，首先分析目前常見的輸電線路運(yùn)行故障，包括雷電導(dǎo)致的自然性輸電線路故障問題，覆冰故障以及大風(fēng)等天氣出現(xiàn)的線路故障問題等。其次利用各類公式提取輸電線路故障電流特征，得到輸電線路故障識(shí)別的特征向量，以此完成輸電線路的故障識(shí)別。最后提出了輸電線路故障排除的幾點(diǎn)有效方法，希望能更好的保障大型電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);輸電線路故障;故障識(shí)別

引言

近年來，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，大型電力系統(tǒng)輸電容量和電壓等級(jí)也在不斷提高。在電力網(wǎng)絡(luò)輸電線路發(fā)生異常現(xiàn)象時(shí)迅速準(zhǔn)確地識(shí)別線路故障對(duì)保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，提升電力系統(tǒng)傳輸穩(wěn)定性具有重要意義。當(dāng)前的輸電線路異常識(shí)別方法多數(shù)基于線路工頻穩(wěn)態(tài)量，易受線路接地電阻以及輸電網(wǎng)絡(luò)近鄰線路互感等多種因素的影響。為此，研究快速可靠的電力網(wǎng)絡(luò)輸電線路故障自動(dòng)識(shí)別方法對(duì)保障大型電力系統(tǒng)的安全性與電力傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性具有重要的意義。

一、輸電線路的運(yùn)行故障

（一）雷電導(dǎo)致出現(xiàn)的自然性輸電線路故障問題

不僅鳥類將會(huì)導(dǎo)致輸電線路存在著故障的問題，同時(shí)一些自然因素也將會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障，比如雷電等在災(zāi)害的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障的問題，并且因?yàn)槔纂姷墓收锨闆r也是難以掌握其規(guī)律，現(xiàn)如今由于雷電所導(dǎo)致的故障問題已經(jīng)是成為了我國(guó)電力日常管理中的重要問題，特別是在夏季的時(shí)候，雷雨天氣的出現(xiàn)是相對(duì)比較頻繁的，這樣會(huì)導(dǎo)致我國(guó)多數(shù)的地區(qū)輸電線路存在著一些不同程度的故障問題，最終會(huì)導(dǎo)致電力的管理工作變得更加的艱巨。

（二）覆冰故障

冰雪天氣會(huì)導(dǎo)致輸電線路的覆冰故障，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作，一般情況下，輸電線路的覆冰故障主要有以下幾個(gè)類型：第一，導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)和脫冰跳躍，由于導(dǎo)線上覆冰不斷堆積，使其承受的張力增大，因此在脫冰過程中，會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)線跳躍的現(xiàn)象;第二，絕緣子串冰閃，是 220～500kV 覆冰線路跳閘的主要原因，如果覆冰中的雜質(zhì)比較多，會(huì)使其具有高導(dǎo)電，因此造成冰閃現(xiàn)象;第三，過負(fù)荷，覆冰會(huì)增加各種電力設(shè)備的承重，如果超出設(shè)計(jì)值太多，就容易引起過負(fù)荷的現(xiàn)象。因此，覆冰會(huì)引起導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)和脫冰跳躍、絕緣子串冰閃、過負(fù)荷等問題的發(fā)生，為了維護(hù)輸電線路的穩(wěn)定和安全，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)注意對(duì)覆冰事故的防范。

（三）大風(fēng)等天氣出現(xiàn)的線路故障問題

不僅僅由鳥類以及雷電等相關(guān)的因素會(huì)導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)相應(yīng)的故障問題，同時(shí)在一些大風(fēng)的天氣情況下，也將會(huì)導(dǎo)致輸電線路的不正常運(yùn)行，對(duì)于這種故障而言，其原因主要是因?yàn)楝F(xiàn)如今我國(guó)多數(shù)的輸電線路的相關(guān)設(shè)備是安置在室外的環(huán)境之中，這樣會(huì)導(dǎo)致設(shè)備長(zhǎng)期處于在暴露的狀態(tài)中，然而在出現(xiàn)一些惡劣的天氣，比如大風(fēng)的情況下，風(fēng)力的強(qiáng)勁吹擊下，導(dǎo)致其輸電線路的支持架出現(xiàn)坍塌，或者是出現(xiàn)斷裂等方面的問題，這樣會(huì)導(dǎo)致輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行帶來比較嚴(yán)重的影響，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致線路存在著安全隱患等問題。

二、大型電力系統(tǒng)輸電線路故障自動(dòng)識(shí)別方法

（一）提取輸電線路故障特征

在識(shí)別大型電力系統(tǒng)輸電線路故障時(shí)，可以先根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)時(shí)域及時(shí)頻域提取輸電線路故障電流特征，結(jié)合不同特征量來得到輸電線路故障自動(dòng)識(shí)別特征向量，具體特征識(shí)別方式如下：

（二）輸電線路故障特征自動(dòng)分類識(shí)別

在進(jìn)行大型電力系統(tǒng)輸電線路故障特征自動(dòng)分類識(shí)別過程中，以3.1獲得的輸電線路故障分類的特征向量為依據(jù)，輸入到模糊聚類分類器中進(jìn)行輸電線路故障特征聚類識(shí)別，具體過程如下所述：

若表示電力網(wǎng)絡(luò)輸電線路故障特征模糊聚類的隸屬度矩陣，輸電線路故障特征聚類中心向量為，輸電線路故障特征聚類數(shù)目為C，輸電線路數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)于聚類中心的隸屬度為，電力網(wǎng)絡(luò)輸電線路數(shù)據(jù)序列特定為，則采取公式（4）計(jì)算出最小化目標(biāo)函數(shù)：

三、電力輸電線路的運(yùn)行故障排除

（一）線路設(shè)計(jì)中故障排查

施工設(shè)計(jì)人員需要對(duì)輸電線路的檢修以及監(jiān)測(cè)等方面留出足夠的空間和機(jī)會(huì)，切實(shí)保證其正常運(yùn)行，參照實(shí)際情況開展相應(yīng)的施工安排和資源整合。除此之外，施工設(shè)計(jì)人員還需要盡可能減少線路架設(shè)構(gòu)建初期中存在的問題，切實(shí)預(yù)防其中潛在隱患，為施工設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行及時(shí)的處理和解決。

（二）線路架設(shè)構(gòu)建故障排查

氣候以及地理環(huán)境等自然因素可以通過技術(shù)上的攻堅(jiān)克難以及深入研究克服，而材料盜竊等人為原因則需要加強(qiáng)材料管理強(qiáng)度，提升管理質(zhì)量。在施工實(shí)際過程中，管理人員需要對(duì)材料浪費(fèi)現(xiàn)象進(jìn)行嚴(yán)格地杜絕，管理責(zé)任到人，以切實(shí)減少經(jīng)濟(jì)損失，為電力輸電線路的架設(shè)構(gòu)建的正常順利進(jìn)行提供保證，切實(shí)提升經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。

（三）運(yùn)行故障排除

從保障電力輸電線路正常穩(wěn)定運(yùn)行的角度，技術(shù)人員需要做好輸電線路的定期維護(hù)和檢修管理，通過有效的檢修來對(duì)輸電線路中存在的問題和隱患進(jìn)行排查，盡可能降低故障和問題發(fā)生的概率，發(fā)揮出防患于未然的效果。同時(shí)，在電力輸電線路檢修維護(hù)環(huán)節(jié)，工作人員還需要針對(duì)輸電線路不同區(qū)域和分段的深入研究和檢查，避免出現(xiàn)遺漏的情況。對(duì)于一些自然條件惡劣，或者天氣狀況惡劣的情況，更是必須做好巡查工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸電線路運(yùn)行中存在的故障，做好故障原因分析，采取針對(duì)性的措施對(duì)故障進(jìn)行排除，切實(shí)保障輸電線路運(yùn)行安全。

總結(jié)

總而言之，電力輸電線路作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行?，F(xiàn)階段我國(guó)正在大力改造電力系統(tǒng)，但實(shí)際運(yùn)行中難免受到其他因素的影響，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此有必要做好電力輸電線路故障識(shí)別工作，并針對(duì)性的對(duì)故障進(jìn)行排除，以此保障電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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