100米內(nèi)鎖定故障!配網(wǎng)行波精確定位:開啟電力運維新階段
“雷雨過后,配電線路跳閘,運維人員帶著儀器沿10公里線路徒步排查,耗時3小時才找到樹障故障點”——這曾是電力配網(wǎng)運維的常見場景。據(jù)統(tǒng)計,85%以上的停電事件與配電網(wǎng)相關(guān),而傳統(tǒng)故障檢測手段能實現(xiàn)區(qū)段定位,面對雷擊、樹障等頻發(fā)故障,往往陷入“大范圍排查、長周期恢復(fù)”的困境。如今,一項名為配網(wǎng)行波故障精確定位的技術(shù),正以納秒級同步、桿塔級定位的硬實力,徹底改寫這一局面。
一、直面配網(wǎng)故障的“老大難”問題
配電網(wǎng)的故障痛點由來已久,數(shù)據(jù)顯示,85%以上的停電事件與配電網(wǎng)相關(guān),其中單相接地故障占總故障的80%,10-35KV電壓等級的故障中70%以上與絕緣問題有關(guān)。更棘手的是,配網(wǎng)大多采用小電流接地方式,故障信號微弱,傳統(tǒng)檢測手段難以捕捉有效信息。以往,運維人員依靠故障指示器、人工巡線等方式排查故障,不僅定位精度低(多為區(qū)段定位,無法精確到具體桿塔),還受天氣、地形影響大——雷雨天氣下巡線存在安全風(fēng)險,山區(qū)線路排查更是耗時數(shù)小時甚至數(shù)天,嚴(yán)重影響供電可靠性。
此外,配網(wǎng)故障類型復(fù)雜,雷擊故障與非雷擊故障、雷擊繞擊與反擊等難以區(qū)分,傳統(tǒng)技術(shù)無法精確辨識故障原因,導(dǎo)致后續(xù)整改措施缺乏針對性。為解決這些痛點,研發(fā)團隊聚焦“高精度、實時化、智能化”目標(biāo),突破時鐘同步、行波信號采集與分析等重要技術(shù),終推出配網(wǎng)行波故障精確定位系統(tǒng),將故障定位從“區(qū)段模糊查找”升級為“桿塔級精確鎖定”。
二、以“行波”為眼,用“智能”為腦
配網(wǎng)行波故障定位技術(shù)的重要,是利用故障發(fā)生時產(chǎn)生的“行波信號”實現(xiàn)精確定位,整套技術(shù)體系可概括為“信號采集-智能分析-精確定位”三大環(huán)節(jié)。
當(dāng)配網(wǎng)線路發(fā)生故障(如單相接地、短路)時,會瞬間產(chǎn)生高頻暫態(tài)行波,這些行波會沿著線路向兩端傳播。配網(wǎng)行波故障定位裝置的監(jiān)測終端會實時采集線路的電流、電壓信號,尤其是行波信號的傳播時間與波形特征。為確保時間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,系統(tǒng)采用北斗/GPS雙授時技術(shù),實現(xiàn)納秒級時鐘同步——這意味著不同監(jiān)測點對同一行波信號的采集時間誤差可控制在極小范圍,為后續(xù)定位計算奠定基礎(chǔ)。
采集到的信號會通過4G/VPN電力專網(wǎng)上傳至主站系統(tǒng),此時人工智能深度學(xué)習(xí)算法將發(fā)揮“大腦”作用:系統(tǒng)會結(jié)合行波傳播速度、不同監(jiān)測點捕捉到行波的時間差,通過雙端行波定位公式計算故障點距離;同時,根據(jù)暫態(tài)零序特征、行波極性等信息,區(qū)分故障線路與非故障線路、故障相別,甚至能智能辨識雷擊故障類型(繞擊或反擊)。
終,系統(tǒng)會在5分鐘內(nèi)輸出故障位置(精度小于100米,達(dá)到桿塔級標(biāo)準(zhǔn)),并通過短信、公眾號等方式推送告警信息,運維人員可通過Web客戶端查看故障波形與判斷結(jié)果,直接鎖定檢修目標(biāo)。
三、解決傳統(tǒng)運維的四大痛點
相比傳統(tǒng)配網(wǎng)故障檢測技術(shù),行波故障定位技術(shù)的優(yōu)勢集中體現(xiàn)在“快、準(zhǔn)、全、便”四個方面,精確解決了運維中的重要難題。
(一)定位“快”,大幅縮短故障處理周期
傳統(tǒng)人工巡線可能需要數(shù)小時排查,而該技術(shù)實現(xiàn)7×24小時在線監(jiān)測,故障發(fā)生后5分鐘內(nèi)即可輸出定位結(jié)果,運維人員無需盲目巡線,可直接前往故障點檢修,停電時間平均縮短60%以上,明顯提升供電可靠性。
(二)結(jié)果“準(zhǔn)”,從“區(qū)段定位”到“桿塔級定位”
傳統(tǒng)故障指示器只能確定故障所在區(qū)段(如某10公里線路區(qū)間),而該技術(shù)定位精度小于100米,能精確鎖定具體桿塔或線路段,避免“大范圍排查”的低效模式,尤其適用于分支多、用戶分界復(fù)雜的配網(wǎng)線路。
(三)功能“全”,覆蓋多類型故障與預(yù)警需求
除了故障定位,系統(tǒng)還能實現(xiàn)單相接地故障預(yù)警(通過采集高阻接地放電行波信號)、故障類型辨識(雷擊/非雷擊、繞擊/反擊),甚至可監(jiān)測線路負(fù)荷電流、海拔、溫濕度等數(shù)據(jù),提前發(fā)現(xiàn)絕緣隱患,將“事后檢修”升級為“事前預(yù)警”。 (四)部署“便”,適應(yīng)復(fù)雜安裝環(huán)境
監(jiān)測終端采用雙CT取電+太陽能混合供電,小啟動電流低至2.5A,可適應(yīng)裸導(dǎo)線與絕緣導(dǎo)線安裝;同時配備電動遙控安裝工具,支持帶電安裝,無需停電施工,避免影響居民用電,尤其適合用電高峰期的設(shè)備部署。
四、適配多元配網(wǎng)結(jié)構(gòu),保障各類場景供電
配網(wǎng)行波故障定位技術(shù)的應(yīng)用場景廣,無論是城市架空線路、鄉(xiāng)村分支線路,還是電纜與架空線混合線路,都能發(fā)揮精確定位作用,尤其在以下場景中表現(xiàn)突出。
在城市配網(wǎng)中,線路多穿越居民區(qū)、商業(yè)區(qū),分支密集且用戶分界復(fù)雜,傳統(tǒng)技術(shù)難以區(qū)分主干線與支線故障。該系統(tǒng)通過在主線間隔6-8公里、支線首末端安裝監(jiān)測終端,可快速判斷故障屬于主干線、支線還是用戶側(cè),避免檢修時誤斷非故障線路,減少對居民與企業(yè)的停電影響。
在山區(qū)與郊區(qū)配網(wǎng)中,線路易受雷擊、樹障影響,且地形復(fù)雜,人工巡線難度大。系統(tǒng)的雷擊故障辨識功能可精確判斷雷擊類型,幫助運維人員針對性采取防雷措施(如加裝避雷器);同時,桿塔級定位精度可避免工作人員在山區(qū)中“翻山越嶺找故障”,降低巡線安全風(fēng)險。
在工業(yè)園區(qū)配網(wǎng)中,企業(yè)用電負(fù)荷大,對供電連續(xù)性要求高,一旦發(fā)生故障可能造成經(jīng)濟損失。該系統(tǒng)的實時監(jiān)測與快速預(yù)警功能,可提前發(fā)現(xiàn)線路絕緣隱患,避免故障發(fā)生;即使故障出現(xiàn),也能快速定位檢修,將企業(yè)停產(chǎn)時間降至至低。
此外,對于3km以內(nèi)的短支線、5km以上的長支線,以及電纜與架空線連接處等特殊線路結(jié)構(gòu),系統(tǒng)可靈活調(diào)整監(jiān)測點配置(如短支線首端安裝、長支線首末端安裝),確保覆蓋所有關(guān)鍵節(jié)點,適配不同配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的定位需求。
結(jié)語
從解決配網(wǎng)故障排查的“老大難”問題,到成為電力運維的“精確導(dǎo)航儀”,配網(wǎng)行波故障定位技術(shù)的應(yīng)用,不僅提升了配網(wǎng)運維效率,更推動了電力系統(tǒng)向“智能化、精益化”轉(zhuǎn)型。隨著配電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大與用電需求的持續(xù)增長,這類以技術(shù)創(chuàng)新解決運維痛點的方案,將成為保障民生用電、支撐經(jīng)濟發(fā)展的重要力量,為構(gòu)建更可靠、更高效的電力系統(tǒng)奠定堅實基礎(chǔ)。