基于配网数据的10kV线路接地故障精确定位的研究
刘晓明
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刘晓明,. 基于配网数据的10kV线路接地故障精确定位的研究[J]. 数据与科学,2023.6. DOI:10.12721/ccn.2023.157057.
摘要:
新时期以来,10kV配电网得到了广泛的应用,与此同时,线路接地故障的几率也呈现出上升的趋势,如何针对10kV线路接地故障进行精确定位则是当前电力企业相关部门需要深入研究的问题。对此,文章之中基于配网数据,对10kV线路接地故障的精确定位方法进行了探究,希望能够在进度定位接地故障的基础上,减少电力资源的浪费,保证线路处于平稳运行的状态。
关键词: 配网数据;10kV线路;接地故障;精确定位
DOI:10.12721/ccn.2023.157057
基金资助:

10kV线路运行情况直接关系到人们的日常生产生活,但是由于10kV线路则是在室外运行的,这就意味着存在着诸多的影响因素,容易出现各种各样的故障问题[1]。所以,在10kV线路运行期间,必须对故障及时的进行排除,保持线路的稳定性。从10kV线路接地故障来看,结合其接地选线原理分析,难以准确的将线路具体到哪一路段,这就需要对接地线路进行全线排查,必然会耗费大量的资源,所以有必要依托配网大数据来进行查找,精准定位线路,及时排除故障,保障线路运行的正常。

一、10kV线路接地故障的危害

(一)对系统电压的影响

从10kV线路接地故障的危害分析来看,其对系统电压有着一定的影响。虽然在发生接地故障的时候,线路的电压依旧维持在10kV,但是站在相电压的角度分析来看,接地相电压在接地点最低,金属性接地为0的时候,经过渡电阻发生的接地,此时接地电压接近0,变电站10kV母线接地相别的电压也会随之出现明显的下降,非故障相电压则会持续的升高,极端情况之下,升高到线电压,这就会使得系统以及非接地线路一次设备出现过电压的问题[2]

(二)存在人员触电风险

配电线路在接地点附近会出现人员触电的事故风险。当线路处于接地状态的时候,多数情况下,带电的导线会坠落到地面上,此时如果有人员经过就容易出现触电伤害性事故。

(三)降低供电的可靠性

10kV线路出现接地故障之后,会对供电的可靠性产生影响,同时还会导致电量出现损失的问题。因为出现接地故障之后,不能准确的判定故障区段,这就需要对整条线路进行停电查找故障点,这不仅增加了寻找故障的时间,还降低了供电的可靠性,更是造成了电力资源的损失。

二、10kV线路接地故障的主要内容

(一)暂态性故障

从10kV线路接地故障分析来看,由于接地故障产生的电流是非常小的,此时会发生暂态性故障,这也是常见的接地故障之一[3]。此种类型的接地故障对于配电网的不良影响比较小。但是,此种故障持续一个小时以上,线路就会出现电压升高的现象,接地相对电压也会随之增大,此时非故障点的绝缘性能也会随之出现降低的情况,引发短路问题。从该故障的引发因素分析来看,环境因素则是最主要的因素之一。尤其是10kV配电网的架空线路,其长期暴露在自然环境中,容易遭受到各种自然因素的影响,若是严重的话,线路可能会出现毁坏、折断等问题,就会引发接地故障。或者暴露在外的时候,遭到人为损坏,也会引发接地故障。

(二)永久性故障

从10kV线路的永久性故障原因分析来看,原因有很多,若是电力设备长期处于高负荷的运行状态之下,那么设备的质量与性能必然会受到影响,出现降低的情况,这就难以保持其正常的使用功能,或者配电网之中的绝缘设备被击穿后,也容易引发故障。另外,设计人员对电力线路进行设计的时候,在线路、荷载等方面的考虑存在着欠缺,这就导致配电线路长期处于高负荷的运行状态之下,必然会使得其使用期限缩短,为永久性故障的出现留下了隐患。

三、10kV线路接地故障的传统查找方法

电力企业以前对于10kV线路接地故障的查找上,因为技术和设备的限制,多数情况下是采用人工的方式,逐步的对线路依次进行接地检查,通过按钮瞬时拉闸的方式来寻找接地故障[4]。虽然此种方式在寻找故障上有着准确度高的优势,但是应用存在着局限性,仅能够在正常线路短时停电的时候采用,避免对用户的正常用电产生影响。现阶段,随着技术的创新以及设备的更新换代,自动化装置的应用,可以实现自动判断,也就是指小电流接地选线装置判断,可以通过以下几种方法来实现,如稳态法、暂态法、注入信号法、阻抗法、行波法等方式。

四、基于配网数据的10kV线路接地故障精确定位新思路

(一)新思路的提出

现阶段配变监测终端及负控装置的安装,逐步地实现全网覆盖,以及配网大数据的深入应用情况下,使得配网接地故障的寻找不再是单一的从变电站观测电压与电流的变化作为判断的依据,而是可以利用配网大数据,对接地还原到故障的本身特征上。具体来讲,说的就是越靠近接地点的电压越低,则说明哪一台计量终端所采集到的电压也就是最低的,接地故障则就发生在这条线路上,且靠近这台计量终端。从10kV线路接地故障定位分析来看,利用配网大数据实施配网接地查找的方式,既可以对线路进行精准定位,还可以具体定位到线路的区段或者支线,这样就可以增强接地故障定位的水准,更好的为故障排除提供了依据和保障。

(二)10kV线路接地故障精确定位实现方式

目前,基于配网数据的10kV线路接地故障精确定位上,电力企业需要研究一整套可以采集各种配网大数据的系统,即接地故障诊断系统。此系统应用的过程中,可以利用计量自动化系统以及配网自动化系统,对配网计量终端的数据、配网开关数据、变电站母线电压、小电流接地选线系统数据等进行自动化采集,随后以自动化分析和判断的方式,就可以在配网接地故障发生以后,进行快速的选线定位,实现对接地故障的精确定位。

从具体的工作原理分析来看,当10kV线路出现接地故障之后,与其相邻的计量终端所测得的相电压则是全配电网电压最低,此时借助故障诊断系统就可以将变电站10kV母线电压值及变电站所有10kV出线计量终端的电压值进行采集,并将这些数据上传到后台,经过系统分析之后,就可以准确的确定故障的位置。调度人员可以结合此信息,来隔离故障,将故障缩小的最小范围以内,这样既可以减少停电用户的范围,还可以为供电所快速查找故障提供科学的依据。特别是在快速地切断故障以后,就可以确保配网供电的可靠性,同时也有效的缩短了故障的查找与恢复时间。

通过变电站观察到的电气量来判断接地线路故障,则是站在主网的角度来寻找接地故障,然而接地在配网上的,就需要站在配网的角度来寻找接地故障,依托配网大数据来进行配网接地故障查找,此种新方法的应用,有效的弥补了以往查找方法的缺陷,值得推广应用。

结束语

总而言之,人们生活条件改善以后,对于公共安全的重视程度不断的增强,保障配网处于安全的运行状态,则是电力企业需要深入研究的工作。所以,面对10kV线路运行期间出现的接地故障,有必要采取科学的方法来准确进行故障定位,从而及时的排查故障,保障配电网运行的安全,满足用户的用电需求。因此,电力企业需要安排专业的运维人员定期对配电线路进行检查,合理的利用配网大数据来对接地故障进行精准定位,及时的将故障排除,降低停电事故带来的影响,保障人们生产生活的正常开展。

参考文献

[1] 王晓虎. 张量分解理论下的10 kV配电网电压数据修复方法[J]. 电力系统及其自动化学报,2022,34(7):148-152.

[2] 侯慧,俞菊芳,谢宇风,等. 数据驱动的台风灾害下配网10kV杆塔受损空间分布预测[J]. 电网技术,2021,45(9):3681-3689.

[3] 唐瑞伟,栗薇,张震,等. 基于大数据分析的10kV配网停电作业时长预测优化研究[J]. 电力大数据,2019,22(1):27-34.

[4] 张修,桑田. 基于大数据挖掘技术的10kV配网线路监测方法研究及应用[J]. 机电信息,2019(35):12-13. 

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