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[摘 要]我国配电网建设中，加强配电线路故障诊断是保障电网运行的基础措施，因此加强故障诊断装置的设计和研究十分必要。随着科技的发展，智能诊断成为配电线路故障诊断中的有效手段。在线路故障诊断实践工作总结中得出，配电线路故障的类型较多，不同原因可引发不同类型的故障发生，进而影响电网正常运行。本文将结合其多种故障进行分析，并运用其智能诊断装置设计理念，进行装置具体构成分析。旨在通过本文理论论述为智能诊断装置更好应用提供参考意见，提高配电线路故障诊断整体质量和效率。
[关键词]配电线路；故障诊断；智能诊断；装置；电网运行
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0077-02
随着我国电力系统的不断建设和完善，加强配电网线路运行管理成为电网建设中的重要环节。配电网是电力系统的最末端装置，直接服务于电力用户，因此其运行质量和安全性能维护十分重要。在配电网建设和管理中发现配电线路存在着多方面的故障问题，影响配电线路正常运行，进而影响供电使用情况。由于配电线路故障给电力企业带来的社会影响和经济损失较大，因此加强故障诊断和检修至关重要。在科学技术发展前提下，运用科技手段实现对配电线路故障的智能诊断是我国配电网建设中的重要形势，对提高故障诊断效率，提升整体诊断质量有着重要作用。
本文将结合配电线路多种故障进行分析，并运用其智能诊断装置设计理念，进行装置具体构成分析。旨在通过本文理论论述为智能诊断装置更好应用提供参考意见，提高配电线路故障诊断整体质量和效率。
一、配电线路故障类型分析
引发线路故障的原因不同造成线路故障类型也不同，下面对常见配電线路故障进行分析：
1.短路故障分析
在线路故障诊断工作中发现短路故障是最常见的故障之一，也是最严重的线路问题。造成短路的原因是多方面的，例如绝缘材料的破损，或由于安装不当造成设备运行短路。由于雷电入侵也会造成线路短路，由于过电压超过额定耐压值，造成绝缘体破损从而短路。亦或由于外界认为破坏或动物破坏都会引发短路，但短路的类型不同[1]。如下表1所示，为几种典型的短路代表。
2.断线故障分析
导线断线是配电线路故障诊断中较常见的故障，主要出现在架空绝缘导线受雷击造成断线故障。现阶段我国电网建设中主要是以架空绝缘导线为主，尤其是城市电网建设中。架空绝缘导线比裸导线能更好的避免导线缠绕树木问题，避免大面积停电。但架空绝缘导线最大的问题在于受到雷击断线问题严重，导线长度不断增长的同时，该故障问题日益受到重视。[2]该断线故障是一种永久性故障，在没有人为故障排除和恢复供电处理前，会长时间处于停止供电状态，且断线的掉落会造成行人触电事故。配电线路断线故障给电网整体运行带来重大影响，同时给电力企业带来严重损失。
3.电缆线路故障
随着电力系统建设的不断完善，电缆成为电力系统建设中的重要形式，由于其占地少，且不受自然灾害限制等优势，在诸多线路工程建设中成为重要的建设措施。但电缆长期过载运行或受到外力破坏会造成电缆芯线破损，或造成绝缘损伤引发电缆事故。低阻故障和高阻故障都是电缆线路的常见故障。同时当电缆芯线出现不连续现象时会直接造成断线故障。引发电缆线路故障的因素较多，机械影响、绝缘老化或过热等问题都会引发线路故障。
二、配电线路故障智能诊断装置探索研究
1.智能诊断装置设计理念
为准确进行线路故障诊断，要设计研发一种能够取代传统自动重合闸装置，避免该装置动作盲目性，能够准确进行线路故障识别并进行智能诊断的装置。线路故障智能诊断装置的设置要具有良好的控制系统，能够对线路运行状态进行传感处理，最后进行人机交互。智能装置设计中不同模块的设计具有不同的功能，智能装置主要工作流程如下图1 所示：
配电线路一旦发生故障线路则会跳闸并启动装置，通过合闸回路闭锁对断路器动作进行禁止。延时动作完成后进行线路参量检测，通过数据的分析和处理准确判断出线路故障类型。对瞬时性故障和永久性故障断路器的动作不同，最后对故障进行准确统计，对数据进行统计，便于以后参考分析使用[3]。
2.配电线路传感器模块设计
该模块的设计主要是保证能够对跳闸线路的绝缘电阻值Rj的获取，并把该电阻值作为对线路故障判断的主要依据。有效的传感器模块设计能够保障线路诊断的准确性。以某位置的线路故障为例，可设计该线路电路框图如下图2所示：
当线路未出现故障运行时，状态传感器模块为休眠状态，一旦发生线路故障则会跳闸，传感器模块被激活，与线路绝缘电阻构成回路，并通过模块实现数据分析和处理进行智能诊断，最终确定故障类型。信号采集完成后线路则恢复正常运行状态[4]。
3.配电线路控制模块设计
本装置的控制模块主要由可编程控制器（PLC）及其扩展模块构成，其主要功能是完成数据的分析和处理，发出控制信号以及与集控中心的计算机系统进行通信[5]。硬件上与外围模块的连接情况如图3所示。
断路器的分闸回路和合闸回路通过隔离电路Ⅱ分别连至PLC的I/O口，用于向控制模块发送跳闸信号和接收PLC发出的锁闭/合闸信号；PLC的输出端还通过信号线与线路状态传感器的开关模块相连，用于向开关模块发送导通/截止信号，从而控制线路状态传感器的工作状态；另外，线路状态传感器模块通过隔离电路Ⅰ连接至PLC的模拟量输入端，经模数转换之后再由PLC进行数据处理；为了方便工作人员对线路的故障情况进行监控，并根据实际情况对相关参数进行修改、整定，监控中心的计算机系统通过通信电缆与PLC的通信接口相连[6]。PLC可以识别的数字量信号，而无需再对相关硬件电路进行设计，简化了硬件设计的过程，而且抗干扰能力强、控制灵活，使得信号的转换、传输和处理等过程能够更快、更精确地实现。
结束语
综上所述，加强配电线路的故障诊断，采用智能诊断装置提升线路诊断效率对加强配电网建设有着重要意义。通过智能诊断装置进行线路故障诊断能够有效提高故障诊断的准确性，是故障能够及时发现并进行处理，缩短恢复供电时间，减少故障带来的损失。配电线路故障智能诊断装置的探索研究，一方面能够提高配电网整体运行安全性，另一方面能够产生积极的社会效益，为电力企业带来较大的经济效益。智能诊断装置的研究应用满足我国配电网建设的客观发展形势，是实现“智能电网”建设的有力措施。
参考文献
[1] 刘智玮，毕克，李慕峰.基于神经网络的配电线路故障智能监测系统研究[J].电力信息化，2012，10（11）：336-339.
[2] 陈哲颖.基于DMS配网拓扑及故障指示器的故障智能诊断研究优先出版[J].河南科技2012，24（09）：452-456.
[3] 徐丙垠，李天友，薛永端.智能配电网建设中的继电保护问题讲座六有源配电网保护技术[J].供用电，2012，06（12）：836-839.
[4] 李大鹏，曹玉胜，单瑞卿，董武亮，韩丰收，汪皓钰.基于LabVIEW的电网二次设备运行维护智能装置研发[J].南方电网技术，2011，05（03）：206-209.
[5] 邓广莉.中国联通长途传输网综合网管系统——故障诊断专家系统的设计与实现[J].电信技术2010，10（12）：1102-1104.
[6] 苗世洪，谌小莉，刘沛，黄绪勇.基于无线传感器网络的配电线路故障定位方案[J].电力系统自动化，2010，20（02）：223-225.
[关键词]配电线路；故障诊断；智能诊断；装置；电网运行
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0077-02
随着我国电力系统的不断建设和完善，加强配电网线路运行管理成为电网建设中的重要环节。配电网是电力系统的最末端装置，直接服务于电力用户，因此其运行质量和安全性能维护十分重要。在配电网建设和管理中发现配电线路存在着多方面的故障问题，影响配电线路正常运行，进而影响供电使用情况。由于配电线路故障给电力企业带来的社会影响和经济损失较大，因此加强故障诊断和检修至关重要。在科学技术发展前提下，运用科技手段实现对配电线路故障的智能诊断是我国配电网建设中的重要形势，对提高故障诊断效率，提升整体诊断质量有着重要作用。
本文将结合配电线路多种故障进行分析，并运用其智能诊断装置设计理念，进行装置具体构成分析。旨在通过本文理论论述为智能诊断装置更好应用提供参考意见，提高配电线路故障诊断整体质量和效率。
一、配电线路故障类型分析
引发线路故障的原因不同造成线路故障类型也不同，下面对常见配電线路故障进行分析：
1.短路故障分析
在线路故障诊断工作中发现短路故障是最常见的故障之一，也是最严重的线路问题。造成短路的原因是多方面的，例如绝缘材料的破损，或由于安装不当造成设备运行短路。由于雷电入侵也会造成线路短路，由于过电压超过额定耐压值，造成绝缘体破损从而短路。亦或由于外界认为破坏或动物破坏都会引发短路，但短路的类型不同[1]。如下表1所示，为几种典型的短路代表。
2.断线故障分析
导线断线是配电线路故障诊断中较常见的故障，主要出现在架空绝缘导线受雷击造成断线故障。现阶段我国电网建设中主要是以架空绝缘导线为主，尤其是城市电网建设中。架空绝缘导线比裸导线能更好的避免导线缠绕树木问题，避免大面积停电。但架空绝缘导线最大的问题在于受到雷击断线问题严重，导线长度不断增长的同时，该故障问题日益受到重视。[2]该断线故障是一种永久性故障，在没有人为故障排除和恢复供电处理前，会长时间处于停止供电状态，且断线的掉落会造成行人触电事故。配电线路断线故障给电网整体运行带来重大影响，同时给电力企业带来严重损失。
3.电缆线路故障
随着电力系统建设的不断完善，电缆成为电力系统建设中的重要形式，由于其占地少，且不受自然灾害限制等优势，在诸多线路工程建设中成为重要的建设措施。但电缆长期过载运行或受到外力破坏会造成电缆芯线破损，或造成绝缘损伤引发电缆事故。低阻故障和高阻故障都是电缆线路的常见故障。同时当电缆芯线出现不连续现象时会直接造成断线故障。引发电缆线路故障的因素较多，机械影响、绝缘老化或过热等问题都会引发线路故障。
二、配电线路故障智能诊断装置探索研究
1.智能诊断装置设计理念
为准确进行线路故障诊断，要设计研发一种能够取代传统自动重合闸装置，避免该装置动作盲目性，能够准确进行线路故障识别并进行智能诊断的装置。线路故障智能诊断装置的设置要具有良好的控制系统，能够对线路运行状态进行传感处理，最后进行人机交互。智能装置设计中不同模块的设计具有不同的功能，智能装置主要工作流程如下图1 所示：
配电线路一旦发生故障线路则会跳闸并启动装置，通过合闸回路闭锁对断路器动作进行禁止。延时动作完成后进行线路参量检测，通过数据的分析和处理准确判断出线路故障类型。对瞬时性故障和永久性故障断路器的动作不同，最后对故障进行准确统计，对数据进行统计，便于以后参考分析使用[3]。
2.配电线路传感器模块设计
该模块的设计主要是保证能够对跳闸线路的绝缘电阻值Rj的获取，并把该电阻值作为对线路故障判断的主要依据。有效的传感器模块设计能够保障线路诊断的准确性。以某位置的线路故障为例，可设计该线路电路框图如下图2所示：
当线路未出现故障运行时，状态传感器模块为休眠状态，一旦发生线路故障则会跳闸，传感器模块被激活，与线路绝缘电阻构成回路，并通过模块实现数据分析和处理进行智能诊断，最终确定故障类型。信号采集完成后线路则恢复正常运行状态[4]。
3.配电线路控制模块设计
本装置的控制模块主要由可编程控制器（PLC）及其扩展模块构成，其主要功能是完成数据的分析和处理，发出控制信号以及与集控中心的计算机系统进行通信[5]。硬件上与外围模块的连接情况如图3所示。
断路器的分闸回路和合闸回路通过隔离电路Ⅱ分别连至PLC的I/O口，用于向控制模块发送跳闸信号和接收PLC发出的锁闭/合闸信号；PLC的输出端还通过信号线与线路状态传感器的开关模块相连，用于向开关模块发送导通/截止信号，从而控制线路状态传感器的工作状态；另外，线路状态传感器模块通过隔离电路Ⅰ连接至PLC的模拟量输入端，经模数转换之后再由PLC进行数据处理；为了方便工作人员对线路的故障情况进行监控，并根据实际情况对相关参数进行修改、整定，监控中心的计算机系统通过通信电缆与PLC的通信接口相连[6]。PLC可以识别的数字量信号，而无需再对相关硬件电路进行设计，简化了硬件设计的过程，而且抗干扰能力强、控制灵活，使得信号的转换、传输和处理等过程能够更快、更精确地实现。
结束语
综上所述，加强配电线路的故障诊断，采用智能诊断装置提升线路诊断效率对加强配电网建设有着重要意义。通过智能诊断装置进行线路故障诊断能够有效提高故障诊断的准确性，是故障能够及时发现并进行处理，缩短恢复供电时间，减少故障带来的损失。配电线路故障智能诊断装置的探索研究，一方面能够提高配电网整体运行安全性，另一方面能够产生积极的社会效益，为电力企业带来较大的经济效益。智能诊断装置的研究应用满足我国配电网建设的客观发展形势，是实现“智能电网”建设的有力措施。
参考文献
[1] 刘智玮，毕克，李慕峰.基于神经网络的配电线路故障智能监测系统研究[J].电力信息化，2012，10（11）：336-339.
[2] 陈哲颖.基于DMS配网拓扑及故障指示器的故障智能诊断研究优先出版[J].河南科技2012，24（09）：452-456.
[3] 徐丙垠，李天友，薛永端.智能配电网建设中的继电保护问题讲座六有源配电网保护技术[J].供用电，2012，06（12）：836-839.
[4] 李大鹏，曹玉胜，单瑞卿，董武亮，韩丰收，汪皓钰.基于LabVIEW的电网二次设备运行维护智能装置研发[J].南方电网技术，2011，05（03）：206-209.
[5] 邓广莉.中国联通长途传输网综合网管系统——故障诊断专家系统的设计与实现[J].电信技术2010，10（12）：1102-1104.
[6] 苗世洪，谌小莉，刘沛，黄绪勇.基于无线传感器网络的配电线路故障定位方案[J].电力系统自动化，2010，20（02）：223-225.