论文部分内容阅读
摘 要:跳闸故障是我国架空输电线路运行中经常出现的问题,而使用智能方法对其进行诊断是提高线路检修效率,增强线路运行水平的技术性前提。当前人们的生活水平有了很大程度的提升,对用电需求及质量也随之提高,所以保障用电的安全稳定就成了电力企业最为重要的一个任务。架空输电线路倘若是出现了问题故障,势必会对整个电路的运行造成威胁,所以保障架空输电线路的安全就有着其必要性。
关键词:架空输电线路;跳闸故障;智能诊断
1 架空输电线路跳闸故障智能诊断的研究现状
1.1 故障类型识别引起架空输电线路跳闸故障的原因是多方面的,比如雷击闪络、外力破坏、鸟害闪络、线路风偏、污闪络及覆冰闪络等等。识别故障类型是进行智能诊断的第一步,也是非常重要的一步,对于后续故障分析与处理具有重要的意义。由于传统方法通过对门槛值进行设定并依据特定逻辑关系实现故障类型识别,但在故障发生后電流、电压等重要信息都随着电力系统的运行方式与故障的发生位置、阻抗、时刻等发生变化,所以传统方法对这种变化可能会有所不适应。为了应对这种局面,国外利用模糊集方法、神经网络方法等对新式故障识别方法进行研究,以便克服外在影响,保证故障识别的可靠性。
1.2 故障测距
1.2.1阻抗测距。假定输电线均匀,根据不同故障类型计算出回路的阻抗、电抗,由于其测量值与故障点距离成正比,通过除以单位阻抗、电抗值即可测出。但其精度较差,且不能消除过渡阻抗、负荷电流及对侧运行阻抗等因素的干扰。
1.2.2行波测距。依托行波传输理论来进行测距,跳闸后故障点会出现暂态行波,利用波头抵达两测量端的时间差即可完成定位。该方法具有较高的精度与可靠性,但存在硬件成本高、反射波识别困难等问题。1.2.3故障分析法。在确定电力系统的运行方式及参数时,故障线路两端的电流、电压均与故障距离购成函数关系,通过分析计算即可确定故障距离。该方法投资较小、精度较高,但仅限于各种参数已知的线路。
1.3故障诊断目前在诊断输电线路跳闸故障方面,已经应用了包括专家系统、人工神经网络、随机优化技术等在内的多种人工智能技术,并已取得了若干成果。早期,故障诊断多采用专家系统技术进行,即将专家经验以某种形式表达出来并存储于知识库,在故障发生时调用出来进行针对故障的逻辑判别,并将诊断的推理过程及结果向客户解释。该方法简单易用,但容错性比较差且获取知识较困难。另一种方法是随机优化方法,该方法将故障诊断基于工程实践来表述称关于整数优化的问题,再进行全局优化寻找问题最优解。鉴于人工神经网络具备很强的联想能力、泛化能力与自学习能力,该方法具有较强的容错性和并行计算优势,逐渐引起业界广泛重视。
2 架空输电线路跳闸故障原因
2.1 雷击原因
由于架空线路多设置于野外,其所面临的地理环境比较复杂,因此,线路很容易受到不利天气的影响。除了大风、雨天等天气影响之外,影响线路最频繁的一个原因就是雷击。许多架空线路架设在比较偏远的山区,这些山区的气候和地形大多比较复杂,在进行具体线路设计时缺乏明确规划,线路的设计不能与当地实际情况充分结合,这样就会导致线路设计不合理,缺乏有效保护。还有一些山区的线路走廊比较紧张,使得新建的线路没有得到妥善处理,以至于缺乏有效的绝缘性能,或者地线保护角设计不合理,一旦遭遇雷电,就可能会导致导线被击中。
2.2 树障树障
树障树障是导致架空线路发生故障的另一重要原因。线路在运行的过程中,有可能会因放电使得树木成为导电体,这样就会影响设备正常运行,甚至影响到人身安全。之所以会有树障问题,主要是由于树木中水分较多,这样就极有可能会碰到导线产生放电电流。降雨、空气潮湿都可能会诱发树障,从而出现线路跳闸。树障会影响架空输电线路的安全性和可靠性,要高度重视。
3 架空输电线跳闸故障智能诊断措施
3.1 对架空输电线路跳闸故障的智能诊断要能在当前的先进技术手段上进行实施,其中的故障测距方面有多种方式可以实施。行波测距在这一过程中能发挥其重要的作用,通过行波传输的相关理论实施测距,在跳闸后故障点就会出现暂态行波,然后通过波头进行抵达两个测量端时间差就能够有效的进行定位,通过这一方法的应用能够将故障点的位置得到准确的定位,有着比较高的精确度。而通过阻抗测距的方法则能够计算回路阻抗及电抗等能够对故障点进行测出,但这一方法的准确度相对较差。
3.2 架空输电线路跳闸故障智能诊断系统结构主要有几个重要的部分构成,在这一诊断系统的设计方面主要是采取的分布式体系设计的方式,然后通过现场监测终端以及数据中心等几个部分构成,在这一构成中的数据中心还提供了WEB服务查询的相关功能[3]。在现场监测终端方面主要是分布安装在输电线路的导线上,对其故障的行波电流等一些相关的信息进行实施收集。输电线路的故障智能诊断系统主要是适用于精确的定位及故障性质的识别,通过将定位系统在这一环节得以应用能够记录故障发生的绝对时间,并将其信息得以共享。
3.3 将人工神经网络智能诊断技术在架空输电线路跳闸故障中应用能够起到很好的诊断效果,这是比较大规模和连续时间的一个动力系统,有着较高度的非线性特征,并且是对分布式存储以及并行协同信息处理有着强调。在和数字计算机相比而言,人工神经网络在集体运算和自适应学习方面有着较强的能力,这一智能诊断技术当中的信号处理及模式识别等,在架空输电线路跳闸故障诊断中有着高效的作用发挥。
3.4 将智能诊断技术在架空输电线路跳闸的雷电故障因素当中实施,首先要能对遭受雷击的状况进行充分的了解,这对防雷的措施和资金的节约都有着重要的作用,能够将输电线路的可靠性及稳定性得到有效保障[4]。在雷电的定位系统方面主要是对输电线路的走廊落雷密度进行实施的有效工具,在智能诊断系统的作用下能够将雷击避雷线耦合电流等进行有效的监测,通过定位的原理对雷击点加以精确化的定位。
结语
经济的迅速腾飞使得我国的电力建设规模也不断的扩大,基于能源的利用及经济便利的考量,超高压以及远距离的输电将成为今后电力发展的必然趋势。而架空输电线路是输电的一个重要枢纽,所以只有保障其自身的安全运行才能促进整体输电质量的提升。
参考文献
[1]汤志成.输电架空线路的舞动原因及防舞技术措施[A].决策论坛——政用产学研一体化协同发展学术研讨会论文集(下)[C];2018年
[2]姚广生.配电架空线路的故障检修及预防[A].科技研究——2018科技产业发展与建设成就研讨会论文集(下)[C];2018年
关键词:架空输电线路;跳闸故障;智能诊断
1 架空输电线路跳闸故障智能诊断的研究现状
1.1 故障类型识别引起架空输电线路跳闸故障的原因是多方面的,比如雷击闪络、外力破坏、鸟害闪络、线路风偏、污闪络及覆冰闪络等等。识别故障类型是进行智能诊断的第一步,也是非常重要的一步,对于后续故障分析与处理具有重要的意义。由于传统方法通过对门槛值进行设定并依据特定逻辑关系实现故障类型识别,但在故障发生后電流、电压等重要信息都随着电力系统的运行方式与故障的发生位置、阻抗、时刻等发生变化,所以传统方法对这种变化可能会有所不适应。为了应对这种局面,国外利用模糊集方法、神经网络方法等对新式故障识别方法进行研究,以便克服外在影响,保证故障识别的可靠性。
1.2 故障测距
1.2.1阻抗测距。假定输电线均匀,根据不同故障类型计算出回路的阻抗、电抗,由于其测量值与故障点距离成正比,通过除以单位阻抗、电抗值即可测出。但其精度较差,且不能消除过渡阻抗、负荷电流及对侧运行阻抗等因素的干扰。
1.2.2行波测距。依托行波传输理论来进行测距,跳闸后故障点会出现暂态行波,利用波头抵达两测量端的时间差即可完成定位。该方法具有较高的精度与可靠性,但存在硬件成本高、反射波识别困难等问题。1.2.3故障分析法。在确定电力系统的运行方式及参数时,故障线路两端的电流、电压均与故障距离购成函数关系,通过分析计算即可确定故障距离。该方法投资较小、精度较高,但仅限于各种参数已知的线路。
1.3故障诊断目前在诊断输电线路跳闸故障方面,已经应用了包括专家系统、人工神经网络、随机优化技术等在内的多种人工智能技术,并已取得了若干成果。早期,故障诊断多采用专家系统技术进行,即将专家经验以某种形式表达出来并存储于知识库,在故障发生时调用出来进行针对故障的逻辑判别,并将诊断的推理过程及结果向客户解释。该方法简单易用,但容错性比较差且获取知识较困难。另一种方法是随机优化方法,该方法将故障诊断基于工程实践来表述称关于整数优化的问题,再进行全局优化寻找问题最优解。鉴于人工神经网络具备很强的联想能力、泛化能力与自学习能力,该方法具有较强的容错性和并行计算优势,逐渐引起业界广泛重视。
2 架空输电线路跳闸故障原因
2.1 雷击原因
由于架空线路多设置于野外,其所面临的地理环境比较复杂,因此,线路很容易受到不利天气的影响。除了大风、雨天等天气影响之外,影响线路最频繁的一个原因就是雷击。许多架空线路架设在比较偏远的山区,这些山区的气候和地形大多比较复杂,在进行具体线路设计时缺乏明确规划,线路的设计不能与当地实际情况充分结合,这样就会导致线路设计不合理,缺乏有效保护。还有一些山区的线路走廊比较紧张,使得新建的线路没有得到妥善处理,以至于缺乏有效的绝缘性能,或者地线保护角设计不合理,一旦遭遇雷电,就可能会导致导线被击中。
2.2 树障树障
树障树障是导致架空线路发生故障的另一重要原因。线路在运行的过程中,有可能会因放电使得树木成为导电体,这样就会影响设备正常运行,甚至影响到人身安全。之所以会有树障问题,主要是由于树木中水分较多,这样就极有可能会碰到导线产生放电电流。降雨、空气潮湿都可能会诱发树障,从而出现线路跳闸。树障会影响架空输电线路的安全性和可靠性,要高度重视。
3 架空输电线跳闸故障智能诊断措施
3.1 对架空输电线路跳闸故障的智能诊断要能在当前的先进技术手段上进行实施,其中的故障测距方面有多种方式可以实施。行波测距在这一过程中能发挥其重要的作用,通过行波传输的相关理论实施测距,在跳闸后故障点就会出现暂态行波,然后通过波头进行抵达两个测量端时间差就能够有效的进行定位,通过这一方法的应用能够将故障点的位置得到准确的定位,有着比较高的精确度。而通过阻抗测距的方法则能够计算回路阻抗及电抗等能够对故障点进行测出,但这一方法的准确度相对较差。
3.2 架空输电线路跳闸故障智能诊断系统结构主要有几个重要的部分构成,在这一诊断系统的设计方面主要是采取的分布式体系设计的方式,然后通过现场监测终端以及数据中心等几个部分构成,在这一构成中的数据中心还提供了WEB服务查询的相关功能[3]。在现场监测终端方面主要是分布安装在输电线路的导线上,对其故障的行波电流等一些相关的信息进行实施收集。输电线路的故障智能诊断系统主要是适用于精确的定位及故障性质的识别,通过将定位系统在这一环节得以应用能够记录故障发生的绝对时间,并将其信息得以共享。
3.3 将人工神经网络智能诊断技术在架空输电线路跳闸故障中应用能够起到很好的诊断效果,这是比较大规模和连续时间的一个动力系统,有着较高度的非线性特征,并且是对分布式存储以及并行协同信息处理有着强调。在和数字计算机相比而言,人工神经网络在集体运算和自适应学习方面有着较强的能力,这一智能诊断技术当中的信号处理及模式识别等,在架空输电线路跳闸故障诊断中有着高效的作用发挥。
3.4 将智能诊断技术在架空输电线路跳闸的雷电故障因素当中实施,首先要能对遭受雷击的状况进行充分的了解,这对防雷的措施和资金的节约都有着重要的作用,能够将输电线路的可靠性及稳定性得到有效保障[4]。在雷电的定位系统方面主要是对输电线路的走廊落雷密度进行实施的有效工具,在智能诊断系统的作用下能够将雷击避雷线耦合电流等进行有效的监测,通过定位的原理对雷击点加以精确化的定位。
结语
经济的迅速腾飞使得我国的电力建设规模也不断的扩大,基于能源的利用及经济便利的考量,超高压以及远距离的输电将成为今后电力发展的必然趋势。而架空输电线路是输电的一个重要枢纽,所以只有保障其自身的安全运行才能促进整体输电质量的提升。
参考文献
[1]汤志成.输电架空线路的舞动原因及防舞技术措施[A].决策论坛——政用产学研一体化协同发展学术研讨会论文集(下)[C];2018年
[2]姚广生.配电架空线路的故障检修及预防[A].科技研究——2018科技产业发展与建设成就研讨会论文集(下)[C];2018年