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一、前言
随着社会的发展,各行各业都取得了长足的进步,与之关系密切的电力系统也进入了超高压、大机组、跨区域、交直流混合为特点的大电网时代。输电系统作为电网的中间环节,仍会发生不间断的事故跳闸甚至有连锁发生的大故障。
二、线路故障的主要原因及表象
1.舞动
微风会引起导线、避雷线振动,从而使导线、避雷线断股、断线,或金具零件断裂,铁塔螺栓松动脱落,横担变形,进而造成线路故障。
2.大风
风速超过设计风速(飑线风)时,会引起倒塔永久性接地故障;风速接近设计风速时,会引起导线瞬时位移和出现偏转塔身的情况,使得放电间隙减小,造成瞬间线路跳闸、瞬间重合闸重合成功的故障。风偏跳闸有导线对杆塔构件放电、导地线线间放电、导线对周边物体放电3种形式。
3.雷害
雷害故障在线路的故障总数中占较大比例,对电力系统的危害极大。危害500kV线路的主要是直击雷。直击雷主要有绕击和反击2种形式,其中,绕击是引起雷击跳闸的主要原因,90%以上的500kV输电设备的雷击跳闸都是由绕击造成的。雷击故障多发生在春秋季节,其他季节偶有发生。雷击跳闸经常会引起绝缘子闪络放电,并在绝缘子表面留下闪络放电痕迹。一般来说,绝缘子发生雷击放电后,铁件上会有熔化痕迹,瓷质绝缘子表面的釉层会烧伤脱落,玻璃绝缘子的玻璃体表面会产生网状裂纹。由于空气绝缘为自恢复绝缘,在雷击闪络发生后,被击穿的空气绝缘强度会迅速恢复,原来的导电通道又变成绝缘介质,因此重合闸一般都会重合成功。
4.覆冰
导线、避雷线、杆塔覆冰严重时会增大导地线的驰度,增加杆塔的机械负荷,从而造成断线或倒塔、横担变形;稳态横向风、覆冰脱落时产生的不平衡张力作用,会引起导线、地线舞动,从而造成导线之间或导线与避雷线之间发生短路故障。
5.绝缘子污秽闪络
在潮湿大雾或毛毛雨、雨夹雪等天气,以及绝缘子污秽程度的综合条件下,重污区绝缘子串經常会发生大面积的污秽闪络,从而造成停电事故。此类事故易发生在秋季和冬季。对输电线路绝缘子的要求是:在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠运行,但沉积在绝缘子表面的污秽在雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等恶劣气象条件的作用下,会大大降低绝缘子的电气强度,从而使得输电线路在运行电压下发生污秽闪络事故。污闪的发生具有一定的时段性,70%以上的污闪事故都发生在后半夜和清晨;因为这时候的负荷轻,运行电压较高,气温较低且湿度较大,是浓雾、露或雪的多发时段。而在中午时段,线路发生污闪跳闸的现象则相对较少。
三、设计原理
当前由于外力破坏、鸟害、飘挂物、雷击等引起的输电线路跳闸时有发生,发生线路跳闸时,运维班组需要快速查询跳闸线路诸多关联信息,并反馈。由于输电线路基础数据表、运维台账等信息分布在若干个不同的表格和位置,目前,发生线路跳闸,为避免事故可能进一步扩大、事故等级升级的风险,运维班组人员需及时按照一定格式,人工查询不同表格将故障杆塔定位、线路相序、同塔架设、施工情况、人员应急安排、线路属地、投产日期、线路长度、起止杆号、导线型号、地线型号、绝缘子型号等信息汇总上报,由于涉及信息较分散,常规模式相对耗时,无法第一时间收集反馈故障信息及指导故障巡查。本方案的目的在于提供一种输电线路跳闸信息收集与定位方法,能够快速查询跳闸线路信息,指导故障巡查。
其原理与实现步骤如下:
步骤 1:输入跳闸的线路名称和调度反馈的定位公里数 S;
步骤 2:依次读取存放杆塔明细表的文件夹中 Excel文件名称,并与输入的线路名称进行字符匹配,匹配成功执行步骤 3,否则返回步骤 2;
步骤 3:读取匹配后的 Excel文件内容,检索档距字符或指定特定列获取档距数据 d(i)(i=1,2,3…n,n为档距个数);
步骤 4:循环判断与 d(i)累加求和 D,若 S大于等于 D且小于等于D+d(i+1),则执行步骤 5,否则返回步骤 4;
步骤 5:输出记录档距编号 i,则跳闸线路定位的故障杆塔号则为 N
(i)~N(i+1)处;
步骤 6:在指定位置读取输电线路施工隐患清单 Excel内容,检索判断目标输电线路和定位的杆塔号附近是否有施工记录,若有,则执行步骤7,若没有则执行步骤 8;
步骤 7:将施工位置、施工单位等信息输出;
步骤 8:输出无施工隐患信息;
步骤 9:在特定文件夹读取名为导地线一览表 Excel文件,检索线路名称定位到行,检索投产日期、线路长度、导地线型号等字符定位到相关列;
步骤 10:输出目标线路投产日期、线路长度、导地线型号等信息;
步骤 11:在特定文件夹读取名为线路相序表 Excel文件,检索线路名称定位到行,检索相序定位到列; 步骤 12:输出目标线路杆塔相序排列方式;步骤 13:信息输出汇总。流程图如下:
四、结语
因此,电力公司不仅需要在事故发生后及时进行故障的诊断,切断故障区域,尽最大可能减少停电时间和区域;而且应该利用已经发生的故障次数进行深度的反思与挖掘,找出故障与其他因素的隐含关系,建立预测模型,帮助调度与运行人员在决策中发挥作用。
随着社会的发展,各行各业都取得了长足的进步,与之关系密切的电力系统也进入了超高压、大机组、跨区域、交直流混合为特点的大电网时代。输电系统作为电网的中间环节,仍会发生不间断的事故跳闸甚至有连锁发生的大故障。
二、线路故障的主要原因及表象
1.舞动
微风会引起导线、避雷线振动,从而使导线、避雷线断股、断线,或金具零件断裂,铁塔螺栓松动脱落,横担变形,进而造成线路故障。
2.大风
风速超过设计风速(飑线风)时,会引起倒塔永久性接地故障;风速接近设计风速时,会引起导线瞬时位移和出现偏转塔身的情况,使得放电间隙减小,造成瞬间线路跳闸、瞬间重合闸重合成功的故障。风偏跳闸有导线对杆塔构件放电、导地线线间放电、导线对周边物体放电3种形式。
3.雷害
雷害故障在线路的故障总数中占较大比例,对电力系统的危害极大。危害500kV线路的主要是直击雷。直击雷主要有绕击和反击2种形式,其中,绕击是引起雷击跳闸的主要原因,90%以上的500kV输电设备的雷击跳闸都是由绕击造成的。雷击故障多发生在春秋季节,其他季节偶有发生。雷击跳闸经常会引起绝缘子闪络放电,并在绝缘子表面留下闪络放电痕迹。一般来说,绝缘子发生雷击放电后,铁件上会有熔化痕迹,瓷质绝缘子表面的釉层会烧伤脱落,玻璃绝缘子的玻璃体表面会产生网状裂纹。由于空气绝缘为自恢复绝缘,在雷击闪络发生后,被击穿的空气绝缘强度会迅速恢复,原来的导电通道又变成绝缘介质,因此重合闸一般都会重合成功。
4.覆冰
导线、避雷线、杆塔覆冰严重时会增大导地线的驰度,增加杆塔的机械负荷,从而造成断线或倒塔、横担变形;稳态横向风、覆冰脱落时产生的不平衡张力作用,会引起导线、地线舞动,从而造成导线之间或导线与避雷线之间发生短路故障。
5.绝缘子污秽闪络
在潮湿大雾或毛毛雨、雨夹雪等天气,以及绝缘子污秽程度的综合条件下,重污区绝缘子串經常会发生大面积的污秽闪络,从而造成停电事故。此类事故易发生在秋季和冬季。对输电线路绝缘子的要求是:在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠运行,但沉积在绝缘子表面的污秽在雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等恶劣气象条件的作用下,会大大降低绝缘子的电气强度,从而使得输电线路在运行电压下发生污秽闪络事故。污闪的发生具有一定的时段性,70%以上的污闪事故都发生在后半夜和清晨;因为这时候的负荷轻,运行电压较高,气温较低且湿度较大,是浓雾、露或雪的多发时段。而在中午时段,线路发生污闪跳闸的现象则相对较少。
三、设计原理
当前由于外力破坏、鸟害、飘挂物、雷击等引起的输电线路跳闸时有发生,发生线路跳闸时,运维班组需要快速查询跳闸线路诸多关联信息,并反馈。由于输电线路基础数据表、运维台账等信息分布在若干个不同的表格和位置,目前,发生线路跳闸,为避免事故可能进一步扩大、事故等级升级的风险,运维班组人员需及时按照一定格式,人工查询不同表格将故障杆塔定位、线路相序、同塔架设、施工情况、人员应急安排、线路属地、投产日期、线路长度、起止杆号、导线型号、地线型号、绝缘子型号等信息汇总上报,由于涉及信息较分散,常规模式相对耗时,无法第一时间收集反馈故障信息及指导故障巡查。本方案的目的在于提供一种输电线路跳闸信息收集与定位方法,能够快速查询跳闸线路信息,指导故障巡查。
其原理与实现步骤如下:
步骤 1:输入跳闸的线路名称和调度反馈的定位公里数 S;
步骤 2:依次读取存放杆塔明细表的文件夹中 Excel文件名称,并与输入的线路名称进行字符匹配,匹配成功执行步骤 3,否则返回步骤 2;
步骤 3:读取匹配后的 Excel文件内容,检索档距字符或指定特定列获取档距数据 d(i)(i=1,2,3…n,n为档距个数);
步骤 4:循环判断与 d(i)累加求和 D,若 S大于等于 D且小于等于D+d(i+1),则执行步骤 5,否则返回步骤 4;
步骤 5:输出记录档距编号 i,则跳闸线路定位的故障杆塔号则为 N
(i)~N(i+1)处;
步骤 6:在指定位置读取输电线路施工隐患清单 Excel内容,检索判断目标输电线路和定位的杆塔号附近是否有施工记录,若有,则执行步骤7,若没有则执行步骤 8;
步骤 7:将施工位置、施工单位等信息输出;
步骤 8:输出无施工隐患信息;
步骤 9:在特定文件夹读取名为导地线一览表 Excel文件,检索线路名称定位到行,检索投产日期、线路长度、导地线型号等字符定位到相关列;
步骤 10:输出目标线路投产日期、线路长度、导地线型号等信息;
步骤 11:在特定文件夹读取名为线路相序表 Excel文件,检索线路名称定位到行,检索相序定位到列; 步骤 12:输出目标线路杆塔相序排列方式;步骤 13:信息输出汇总。流程图如下:
四、结语
因此,电力公司不仅需要在事故发生后及时进行故障的诊断,切断故障区域,尽最大可能减少停电时间和区域;而且应该利用已经发生的故障次数进行深度的反思与挖掘,找出故障与其他因素的隐含关系,建立预测模型,帮助调度与运行人员在决策中发挥作用。