供电系统及线路

供电系统及线路（精选12篇）

供电系统及线路 第1篇

关键词：配电线路,雷击,线路故障,自然灾害

1 配电线路产生故障的原因

1.1 配电线路设备自身的问题

配电线路产生故障的原因是多方面的。其中, 常见的因设备自身存在不合理因素而导致整个配电线路出现故障的情况有以下5种: (1) 瓷瓶炸裂。一旦瓷瓶炸裂, 线路的绝缘性就会降低, 甚至出现线路接地或跳闸的现象。 (2) 高压计量装置故障。高压计量装置接线柱之间的距离有严格规定, 如果施工中没有严格按照规定安装或采取相应的绝缘措施, 一旦有物体落到线路上, 则线路必然会被损坏。 (3) 过引线燃断。如果过引线的连接不牢固, 则可能增大线路的负荷, 导致连接点出现打火的现象, 进而会烧断线路中的火线导线, 最终影响整个线路的正常运行。 (4) 变压器上的避雷器损坏, 甚至有些变压器上没有安装避雷器, 这些都极易引起线路接地停运等故障的发生。 (5) 线路走廊设计过于复杂。输电线路交跨了众多的高压线路、弱电线路或树木、道路、建筑物等。

1.2 人为因素

在引起配电线路故障的众多因素之中, 人为因素是不可忽视的偶然因素之一, 主要包括以下3种: (1) 不规范用电。在实际生活中, 有些人不具备科学用电的常识, 在用电过程中没有按照相关使用规范取电, 经常出现超负荷用电, 导致线路过热, 长此以往将导致配电线路故障;有些人擅自改变用电线路, 增设电流支路, 导致用电总电流增大, 焦耳热急剧增多, 最终熔断配电线路, 造成故障。 (2) 蓄意破坏用电线路。不法分子盗取电线或其他设备, 进而导致线路故障。 (3) 意外或疏忽造成的故障。比如汽车撞到电杆上, 造成线路中断;施工中工作人员由于疏忽, 没有在高压线缆上设置明显的标记, 导致基础设施建设或其他施工挖断高压线缆, 进而造成配电线路故障。

1.3 天气原因

在引起配电线路故障的众多因素之中, 天气因素所占的比例非常高。尤其在夏季, 雷电天气多发, 电力设备极易受到雷击, 进而导致配电线路故障。此外, 随着自然资源被过度开发, 自然灾害频发, 这不仅严重威胁了人们的生命、财产安全, 而且发生自然灾害时必然会破坏配电线路。自然灾害引起的破坏具有不可预见性。一般情况下, 暴风会刮断输电线路电线、冰冻天气下结晶水包裹变厚会压坏线路, 此类破坏的范围一般都比较大, 且因天气的原因又很难维修, 进而导致配电线路长期处于瘫痪状态, 负面影响极大。

1.4 技术能力不足、监管不力

配电线路日常维护中的技术水平较低, 不能及时发现和排除轻微的故障或处理断股、磨损等缺陷, 长此以往, 导致配电线路故障频发。监管不力主要表现为电力监管部门的管理力度不足。在我国, 配电线路的监管工作主要是由电力企业执行, 而电力企业属于垄断行业, 竞争较小, 企业员工的工作态度不积极, 且缺乏责任心, 加上领导层的监管力度不足, 导致配电线路出现故障时无法被及时修理。

2 供电企业配电线路故障的防范策略

2.1 提高配电线路及相关设备的质量

应优化配电线路的结构, 加大改造力度, 由以往放射性的配网结构转变为环网结构, 从而提高配电线路供电的可靠性。应对电网进行高可靠性的改造, 及时更新和替换运行时间比较长或技术相对落后的老旧设备。在电网及相关工程施工的过程中, 要严把质量关, 避免留下隐患。投入运行后, 应严格按照计划巡视, 由专人定时检测, 并及时更换有缺陷或有故障的部件。灾害天气到来之前, 应加强巡视, 加强对线路的防护, 提高线路的可靠性, 从而增强配电线路应对灾害天气的能力。

2.2 加强宣传, 规范相关人员的行为

应遵循“预防为主、防治结合”的方针, 加强对用户的宣传和教育。通过宣传单、社区讨论等方式将规范用电的相关常识宣传至每个用户, 使其在用电过程中能严格按照使用规范用电, 避免出现私改电路、蓄意破坏等现象。相关部门应加强对工作人员的培训, 提高其职业素质, 避免在工作中出现因疏忽大意而未设置高压标志等情况。

2.3 采取有效措施应对不良天气

虽然很难完全防范雷雨天气、自然灾害等, 但是, 并不能持有坐以待毙的态度。供电企业应在配电线路上加设防绝缘设施, 对于雷雨多发区, 应加设防雷设备, 并定期更换, 以确保其防雷效果, 进而降低雷雨天气引起线路故障的可能性, 保障线路的正常运行。在选择线路的过程中, 应尽量避开自然灾害频发的地区, 在容易发生山体滑坡的地段, 为电线杆加设防护墙, 防止在发生灾害时电线杆突然折断, 进而导致线路故障。

2.4 提高技术水平和监管力度

我国电力部门工作人员的素质参差不齐, 急需组织工作人员进行统一的培训, 并设置相关的考核制度。在培训过程中, 应强化工作人员的责任意识, 使其做好自己的工作, 从而防止配电线路出现故障。应加强对运行管理人员的培训, 使其在高标准的要求下完成巡视和检查工作, 从而为设备的检修和更换提供重要的参考依据。此外, 应建立完善的监督制度, 加强对工作人员的监督。如果存在人为失职等现象, 则应对责任人予以严厉的处罚, 从而杜绝因工作人员的疏忽而造成的配电线路故障。

2.5 多部门配合开展线路清障工作

要对配电线路经过地区的树木高度、车辆通行高度等进行限制, 这需要政府与电力部门配合, 共同完成清障工作, 从而为配电线路的正常运行提供良好的环境。

3 结束语

综上所述, 配电线路发生故障的原因是多方面的, 包括配电线路设备自身的问题、人为因素、天气因素、技术和监管因素等。因此, 我们应提高配电线路及相关设备的质量, 积极采取措施应对恶劣天气, 规范相关人员的行为, 提高技术水平和监督能力, 开展多部门合作清障, 从而提高配电线路的可靠性。

参考文献

供电系统及线路 第2篇

为了满足对生产工艺的过程控制、参数检测和优化生产等工厂管理、控制现代化的需要，以提高产品质量、节约能源、降低成本、改善劳动条件以及确保设备的正常运行为目标，某化纤厂后处理工段主流程选用了先进的西门子公司过程控制系统SIMATIC.Process , Control-System，简称SI-MATIC PCS7。竟一年多的运行实践，系统运行稳定、控制方便，并且能根据国际市场和国内需求，在不改变硬件设施阶情况下，只需通过软件改变运行参数，就可及时调整生产品种，社会效益和经济效益十分明显。

SIMATIC PCS7可编程序控制系统是西门子的新一代控制系统。它分为中央控制及远程控制两大部分，中央控制部分放置在后处理控制室MCC的主控制盘内;远程控制部分分布在现场控制点附剑通过现场控制盘用于卷恰⑶卸霞按虬叫行藕帕系。主控制盘采用PLC方式。为了使现场部分的可编程序控制器设备和MCC电动机控制中心更接近，采用远程模块化的I/O站和现场总线的控制方式，这样就有利于I/O配线和对外电缆敷设。

2.中央控制室或分操作台的控制室设计

2.1 照明

在中央控制室或者有分操作台的控制室中，常常通过计算机屏幕进行管理和控制，值班人员的视力既要持续又要紧张地工作，为了既能看清彩屏的画面，又要维持房间内的照明，一般照度以200～300Lx为宜;同时，在同一房间内照度要均匀，且在垂直面上有足够的照度。照明设计时应提倡绿色照明以利节能。照明光源建议采用TLD-36W/840光源为好。该光源光效更高，显色性更好，便于布置和改善视觉条件。在灯具布置应无直射眩光和反射眩光对准屏幕，灯具宜选用嵌入式隔栅灯或发光天棚。另外一个要点是照明和维护电源，绝对不允许与可编程序控制器的控制/信号电源共用同一路供电。照明及备用电源线的敷设，要尽可能避开控制/信号电缆。由于照明和维护电源使用条件中偶发因素很多，应避免照明和维护电源在突然集中用电时对控制/信号电缆造成干扰，例如，使用维护电源接电焊机，可能会引起意想不到的干扰。

2.2 电话

在控制室和操作间，配置电话是必要的，而且为了流动人员工作方便，中央控制室配有无线移动电话。但这种高频高功率发射电话机有时会对可编程序控制器的工作产生干扰。选择哪种电话，决定因素很多，但不宜在可编程序控制器和计算机屏幕十分靠近的地方放置这种电话。

2.3 空气环境

室内工作环境温度推荐在25℃±5℃，湿度40%―80%RH，不结霜;要消除空气中硫化氢H2S、堆趸硫(S02)、氯气等腐蚀性气体，以及铁粉、碳粉等可导电性尘埃。一般环境应少有腐蚀性气体。对于有腐蚀性气体、有可编程序控制器控制系统的的场所需要采用净化或隔离等防腐措施。

3.接地设计与施工

在以可编程序控制器为核心的控制系统中，有多种接地方法，每种接地线汇流于一个理论的“点”，这是信息零电位基础。为了安全使用可编程序控制器，应区分下列几种接地方法：

数字地：也称为逻辑地，是各种开关信号、数字信号的零电位。

模拟地：是模拟信号的零电位，它也是模拟信号精密电源的零电位，它的“零”是十分严格的电平。

信号地：通常是指一般传感器的地。

交流地：交流供电电源的N线，它通常又是产生噪声的主要地方。

直流地：它是直流电源标准电压起点，在非浮空的直流电源，就把它作为地线，而且就是接地的连接点，因为“地”是无法分开的。

屏蔽地：一般为防止静电、磁场感应而设置的外壳或金属丝网的接地。为了消除外壳或丝网上积聚的电能，专门使用铜导线将外壳或金属丝网连接到地壳中去。

保护地：一般指机器、设备外壳或装在机械与设备内的独立器件的外壳，外壳要与其内部绝缘，外壳接地用以保护人身安全和防止设备电能的漏失，保护地的接地必须是良好的。

电源及接地噪声对可编程序控制器及其I/O会有很大的影响。在许多著作中特别强调机器设备、电缆的护套、信号线的屏蔽层、柜机箱的外壳接地有一定要求。例如电缆护套、信号线屏蔽，仅用一端接地，另一端浮空;信号线在信号源处实行屏蔽接地，引入I/O端口侧浮空。在设备运行中电源和地线的噪声是难以克服的。但是良好的制造工艺，优良的施工质量，可以大大减少其危害。

关于可编程序控制系统和用电系统单独接地还是分开接地的问题，是涉及到可编程序控制器技术发展的水平问题。地球仅有一个，地是无法分开的。理想的情况是一个生产过程系统的所有接地点与大地之间阻抗为零，实际上是很难做到的。但在接地设计中要求电路中PE线和整个钢铁结构、机械设备外壳、电缆桥架、大型电气设备、敷设电缆的支架，各种工艺的金属管道都能与大地是同一零电位，即等电位接地联结，一般要做到接地电阻不大于1。 这是目前统一接地的要求。

在工程安装阶段，就要很好地连接上述各种接地线，在安装电源和配置好地线之后，可编程序控制器才能进人通电与调试，它一般遵守下列几个原则：

将屏蔽地、保护地各自独立地接到等电位接地铜排上，不应当将其和电源地、信号地在其他任意地方扭在一起。在控制系统中，为了减少信号的电容锅合噪声，要采用多种屏蔽措施，屏蔽结构最终有统一接地点。为解决电场屏蔽分布电容问题，屏蔽地应接人大地。为解决雷达、电台这类高频辐射干扰，可以用金属丝网作电磁场屏蔽。它由电阻低的金属网，及外壳等套在关键部位，例如使用无线操作的手动控制盒的金属网屏蔽汇流后再接人大地。对于纯防磁的现场，例如防止强磁铁、变压器、大电机的磁场耦合，采用高导磁材料做屏蔽罩，使磁回路闭合，再将外罩接人大地。保护地常用一点接地，但保护地的外壳，例如机柜的门或窗，活动部分等，它们都要与固定外壳用地线连接在一起，在每个连接点要把金属表层的防护油漆、金属锈蚀斑痕刮磨干净，再利用压花垫圈和锁紧螺栓、螺母连接牢固。

在模拟信号地和屏蔽地中，模拟地的接法十分重要，每个制造商在提供可编程序控制器的产品时，都有许多严格的连接方法及规则。包括信号配线、外壳屏蔽、浮地、传输电缆使用的型号、芯截面积、电源供应等，这是一项专门的技术。因此，对它们的使用、接地方式等要严格地按操作手册进行。当可编程序控制系统用于地域广大的范围时，不要将模拟量信号做长距离的传输，在需要使用较多的模拟量模板时，应力争把模板布置到距离现场最近的扩展机箱中去。

4.电缆设计和敷设

工业生产环境中电磁干扰是难以克服的。在使用可编程序控制器组成的控制系统中，要连接生产现场的大小设备，要连接多种通信线路，合理设计一个电缆走向和施工敷设是很重要的。这种工作不同于软件调试，一旦做完很难修改。特别要注意干扰源。生产现场有如下几种关键的干扰源：动力电缆、大型机械、高功率的设备在电力传输中会在电缆周围和设备附近产生电磁锅合;电焊机、火焰切割机本身就是生产线工作设备，有时又是可编程序控制器控制的设备，在它们反复动作时产生高频火花、金属熔渣等都会损坏其他设备或电缆;高频率的电子开关，在反复接通与关断时，产生高次谐波，从而反馈到接口电路，形成高频干扰;为了消除上述因素对整个生产过程控制系统的影响，合理设计电缆走向、选用电缆，合理施工敷设能保证一个可编程序控制器的控制系统正常运行。

工厂生产现场中，需要敷设下列各种电缆：电源电缆、I/O信号的电缆、本地通信或者远程I/O扫描的通信电缆、可编程序控制器和计算机组网的通信电缆，另外还有电话与广播电话电缆，工业电视电缆，它们都可能要与可编程序控制器联系的。计算机及它们的显示器，并不一定完全具有工业级的标准，尤其在中央控制室主控台上，有可编程序控制器的设备，有工业电视设备、调度电话，尤其是近年来的无线电话，在控制室电缆敷设时应注意高频磁场辐射对他们的干扰。

4.1 对于电缆的一般要求

要求电缆线本身要有良好的可挠曲性;在使用端子与导线连接时，要选用经久不变形的压接端子与导线做成柔性的连接。在有大功率电能传输的连接点处要用钢排和有压花垫圈的螺栓与螺母压接端子连接，不能有连接间隙;长年使用，由于电火花的锈蚀，常常引起不容易被发现的连接故障，接点处电阻变得很大，所以，为了防微杜渐，一定要精心施工，不能使用电缆端头扭接或普通的方式连接。强动力电缆和信号电缆在敷设过程中，在有条件的地方，间隔均要在500～600mm以上，无条件时应采取隔离措施，防止动力电源对信号的.干扰。

4.2 不同用途要选用不同的电缆

可编程序控制器最多的是I/O信号电缆，它传送“0”和“1”两种极性完全相反的信号，长距离传送这种信号时，最好选用屏蔽电缆;同一台设备、同一电平等级、同样信号功能地理位置十分接近的，可共同使用同一根电缆，以减少电缆数量。电缆芯截面不要选得太细，通常交流信号缆的每芯截面积为1.5mm2，环境特别窄小的地方用O.75mm2或1.0mm2。直流信号长距离传输时，要考虑线阻小、截面积大的导线，争取使用多芯、铜质导线，还要考虑缆线上可能受到的干扰，避免信号的失真。

模拟量信号电缆的选型，常常要考虑和模拟量相关的设备、可编程序控制器使用的模板等使用条件，这时要区别模拟量是电压型还是电流型传输信号、信号的线性测量范围、输人阻抗、误差精度、温漂、隔离措施、每路信号传输耗电功率、电流量等条件，另外还要考虑是使用内部电源还是使用外部电源，一般还要同时考虑其电源怎样同时供电。许多商家有专用的模拟量一次产品，它包括测量、执行、信号放大、远程传送等环节的配套设备，有的还需要使用专用屏蔽电缆，因此，使用模拟量信息时，常常要做到配套处理。高速脉冲是调速控制系统的特有信号，例如高速脉冲计数器，脉冲编码器等设备，当工作频率高于100Hz应选择专用的屏蔽电缆。对于开关信号，因频率低不作为脉冲信号，可以用普通电缆来传输。在高速计数脉冲电缆的敷设时，还要测试和防止高频信号对低频信号和普通信号的干扰。

通信信号电缆是高频信号电缆，有同轴电缆、双绞线、双芯屏蔽线以及光纤缆等多种可编程序控制器通信电缆，它们有特定的要求，一般选用可编程序控制器商家供应的或采购同类型性能的电缆，不能随意改变。信号缆在长距离传输或可能穿越一些特殊的现场时，如强磁场或电场，单独穿过一些有移动物体运行的空间等，应采用穿保护套管敷设。

有些特殊信号电缆是由可编程序控制器模板、外部设备的用途共同确定的，最好选用商家配套供应的产品。

4.3 不同的环境采用不同的电缆敷设方法

可编程序控制器控制系统中，大部分被控制设备远离控制室，分布在现场。此时要架设专用的电缆桥架。电缆桥架设计有个一般划分约束可供参考：一是分层，二是强动力与弱信号电缆不能混合使用同一层。可编程序控制器及MCC动力控制的执行信号电压为380V AC或220V AC，电机的动力电缆和可编程序控制器的控制电缆桥架一般是绝对分开的，即最上面一层敷设220V AC、380V AC动力或动力操作信号电缆;下面一层可以敷设工厂之间电话、工业电视等的电缆;再下面一层用来敷设可编程序控制器的DI、DO、AI和AO的电缆;有条件的地方24V DC和220VAC的信号也可以分层。为防止电流量在10A以上的动力电缆对信号电缆造成的电磁干扰，尽可能在敷设电缆时要有净余间隔500mm左右;但是许多现场常常没有这个净余的空间。可在电缆敷设完成后加护盖，电缆桥架金属结构之间全部采用连接铜线跨接，接地线就近连入接地线网，使得电缆桥架和电缆盒形成一个良好的接地环境。

室外电缆还有一种埋地敷设，这种方法尽可能少用，但在穿过火车铁轨、建筑物本身有电缆沟或有地下隧道时可以使用这种敷设，而进入地下隧道后，电缆桥架又应该沿墙壁敷设。

室内电缆敷设时，由于室内空间较小，各种电缆的来由去向不一致，因此最好有统一的走向规划。电缆在进入可编程序控制器的机柜前要尽量减少动力电缆和信号电缆平行排放的距离。在电缆进入可编程序控制器机柜时，动力电缆和信号电缆在机柜底面上看，最好分别排放在两个对角线方向，即从间隔最大的方向进入机柜。

4.4 可编程序控制器系统的现场开关与设备连接

可编程序控制器多数为数字量信号直接采自现场。它们有位置、速度、距离、温度、压力、物流量、电流量、电压、功率等。基本上有物理形式或电形式、光电形式。按照功能划分就可能叫出各式各样的名字。可编程序控制器使用的开关有几种意义，一种本身就是电路的按键式开关，可以带锁紧，或不带锁紧，总之能完成一个线路的接通或断开。当这个线路的接通或断开被赋予不同的含义时，这个开关的命名就有实际的意义。一般来说这种开关有一条线接入到I/O端口，它的“0”与“1”就是数字量输入，另一条线就是公共线，或者叫作公共信号地或者公共电源。但是许多传感器生产厂家，为生成这个信号要使用3条或4条线，即采用另外的引线是为使传感器的端头产生测试功能的电、磁、光等效应，因此在遇到选用由3条线或4条线连接的传感器时，包括现场电缆敷设、选型都要详细阅读有关的说明才能做出正确的设计。

参考文献

1.《建筑物防雷设计规范》GB50057-942000年版

供电系统及线路 第3篇

【关键词】电力系统输电线路防雷措施

1、引言

随着电网的不断发展，高压输电线路纵横交错，杆塔也越来越高，往往成为地面上最高的金属物体，因此，高压输电线路极易受到雷击，根据以往的运行经验，电力系统停电事故一半以上都是由于雷击造成，雷击不仅仅会导致高电压，损毁高压输电线路，同时还会产生雷电波，严重威胁变电站设备的绝缘问题甚至损毁变压器、发电机等主要设备，导致电网的大面积停电，造成严重的电力事故，因此，高压输电线路对预防雷击必须十分重视，通常我们采用的方法有假设避雷线、减少杆塔的接地电阻、架设耦合地线、装设消弧线圈、配置线路重合闸功能、采用避雷效果更好的避雷器。

2、雷击对高压输电线路的影响及预防措施

2.1 雷击对高压输电线路的影响

雷击对输电线路的影响主要从直雷击过电压和雷电感应过电压两个方面，根据输电线路的耐雷击水平，通常可以将雷击过电压分为三种情况。

1、雷击杆塔顶部。在杆塔顶部的先导阶段，在导线、避雷线和杆塔上都会感应出异号束缚电荷，在通常情况下，先导放电的发展速度比较慢，所以，在不计工频电压的影响下，导线上的电位一般为零，避雷器和杆塔上的电位同样为零，三者的电位差为零，所以不会产生电动势，从而不会影响三者之间的绝缘水平，对输电线路的运行影响比较小。

2、雷击避雷線挡距中央。雷击避雷线的可能性比较小，通常发生的概率在10%左右，雷击避雷线挡距中央也可能产生很大的过电压，但是，避雷线的半径比较小，而且雷击点距离杆塔比较远，当过电压传到杆塔上时，过电压通过电晕已经衰减了一大部分，所以此时的过电压不足以使得绝缘子闪络，所以，由于雷击避雷线挡距中央引起的过电压只考虑对导线的雷击问题。

3、绕击过电压。目前，在大电压等级的输电线路上，仍然有部分雷击可以绕过避雷线作用到导线上，虽然绕过雷击的可能性比较小，但一但出现这种情况，则往往会导致线路的绝缘子闪络，同时，在线路上产生大电流，对线路的继电保护装置也有一定的损坏性。

雷击时，除了雷击过电压，通常还伴有雷电感应过电压的产生，当雷击大地时，雷与大地构成磁感应回路，在周围产生的变化的磁场，这些变化的磁场，会在线路上产生感应过电压。所以，感应过电压也是影响高压输电线路安全的考虑因素。

2.2 防雷击的基本措施

2.2.1在杆塔顶端架设避雷线

在杆塔顶端随线路路径架设避雷线是高压输电线路最基本的防雷措施，其架设目的主要是为了防止雷电的直雷击，同时，其目的是减少流过杆塔的电流，进而减小杆塔顶端的电位，以致减少对杆塔的损毁。与此同时，避雷线对输电线路具有屏蔽作用，减少感应雷击对输电线路的影响。

2.2.1采用材质较好杆塔结构

采用材质较好杆塔结构，可以减少杆塔的接地电阻，同时提高线路的耐雷水平，防止输电线路事故跳闸的有效措施，在连接杆塔与大地的接地体时，要链接可靠。可以采用多根放射形的接地体，或者延伸接地体，同时接地体采取减阻的各种措施。

2.2.3架设耦合地线

在减低杆塔接地电阻比较困难的情况下，可以采用架设耦合地线的方法来增加避雷线和导线之间的耦合作用，从而达到减小绝缘子串上面的电压，与此同时，耦合地线还可以达到对雷电分流的作用。通过高压输电线路的实际运行情况发现，耦合地线可以起到降低输电线路事故跳闸的作用。

2.2.4采用消弧线圈接地方式

如果不能降低杆塔的接地电阻，通常可以采用中性点不接地方式或者消弧线圈接地的接地方式，这样可以使大部分的雷击闪络被消弧线圈抵消，从而减少持续性工频电弧，导致输电线路绝缘减低，当发生多相雷击事故时，先发生的一相当于一条避雷线，对其他线路有分流作用以及耦合作用，使得未故障相电压下降，从而提高输电线路的耐雷水平。

3、继电保护装置误动引起的线路跳闸

高压输电线路的继电保护装置一般采用差动保护、远方跳闸、距离保护、电流保护一体的继电保护装置，差动保护作为主保护，对线路全长的保护非常重要，其差动保护的原理是将线路两侧的电流用光纤传送到一侧，然后在一侧进行电流的计算，当两者的差值大于动作值时差动保护动作，切除两侧的断路器，从而断开故障点，如果通道异常，一侧的电流不能正确的反应到另一侧，则可能使得保护装置误动作，所以，光纤通道的可靠性是影响差动保护的最主要因素，因此，在架设一次线路时，要采取保护光纤通道的措施，防止因为通道断裂造成的输电线路跳闸现象，远方跳闸功能主要目的是当线路的电流互感器和断路器之间发生故障时，母差保护动作，但是此时的故障不能切除，但对于线路而言属于区外故障，线路保护不会动作，此时需要远跳对侧的断路器来达到目的，所以需要增加远方跳闸回路，远方跳闸误动的可能性主要是雷击过电压的引起，而距离保护、过电流保护同样会造成线路跳闸，主要的影响因素有电压互感器、电流互感器异常等，使得继电保护的二次测量数据不能正确的反应一次侧故障，其他影响继电保护装置的因素有保护装置硬件问题、程序配置错等，导致继电保护不能正确的做出保护功能，除此之外，影响继电保护的因素还有系统的振荡等。

4、线路自动重合闸功能

通过输电线路的实际运行情况发现，电力系统中90%以上的故障是瞬时性故障，所以，为了提高输电线路的可靠性，一般的线路保护均配置了自动重合闸功能，一旦线路发生瞬时性故障，继电保护装置能够可靠的切除故障，但是当故障切除后，如果能及时采用补救措施，则可以使电力负荷的损失达到最小化，而自动重合闸功能能够在事故结束后可靠的合上断路器，让输电线路继续运行。自动重合闸功能设定一定的时间，其目的是为了给线路足够的去游离时间，当电弧完全熄灭后再重合，如果此时故障已经结束，则重合闸成功，输电线路继续运行，如果故障没有结束，重合闸重合到故障线路上，此时保护装置加速跳掉断路器，让系统免受冲击，重合闸功能对电力系统的安全性有重要的作用，可以使电力系统迅速的恢复正常运行，降低对电力设备的损毁。

5、总结

影响高压输电线路可靠性的因素比较多，如何的预防这些事故的发生，对电力系统安全稳定运行有着至关重要的意义，输电线路的防雷设计，其目的主要是为了提高线路的防雷性能，从而达到降低线路的雷击跳闸的效果，防止电气设备在雷击时损坏。在确定输电线路的防雷方式时，应综合考虑线路是实际运行情况，结合当地原有线路的运行经验，根据技术经济比较的结果，因地制宜，采取合理的保护措施。

参考文献

[1]肖稳安，李霞，陈红兵.防雷专业技术知识问答[M].北京：气象出版社，2010.

配电线路故障定位算法及系统实现 第4篇

现有配电网故障定位算法主要采用由馈线终端单元(FTU)检测到的故障信息形成故障矩阵,再通过一定算法判断出故障区段[1]-[3]。文献[4]提出一种基于柱上RTU的配电网自动化系统的故障区段判断和隔离的统一矩阵算法,文献[5-7]改进了此算法,考虑了故障电流的方向性,使其可用于多电源多重故障的情况,并优化此算法,不需进行复杂的矩阵运算和规格化处理,计算量小,处理速度快。以上故障定位算法可以很好的判断出故障区段,但由于是根据安装于各分段开关和联络开关处FTU和RTU检测,判断出的故障区段局限于两个相邻FTU之间,不能有效地对配电变压器之间的线路及其所属线路支路进行故障判断。文献[8]提出基于支路-节点的配电网馈线故障定位矩阵算法,其节点选取仍为馈线断路器、重合器。

1 线路故障定位算法原理

配电网络是开环运行的树状网络,没有环路。如图1所示为一典型配电网主接线图,图中省略断路器及隔离开关。图1中所示配网由8台配电变压器,10条支路组成。配变编号、支路号按照功率潮流方向命名。

1.1 构造关联矩阵

对于一个由m个节点、n个支路的配网,根据功率潮流方向可列出支路-节点关联矩阵Am×n,Am×n中每个元素aij的定义如下:当流入节点i的功率通过支路j,则aij=1,当流入节点i的功率与支路j没关联时,aij=0。可得到关联矩阵A8×10(表1),观察矩阵及配网主接线图,知流向所有变压器的潮流都通过支路(1),即支路(1)为配网最前端。

1.2 形成状态矩阵

由安装在每台配电变压器上的配电变压器三相电压状态可形成每相的配网电压状态矩阵Sm×1。这里仅以A相为例,定义si1为当第i台配电变压器A相电压正常时,si1=1;反之,当第i台配电变压器A相电压为0时si1=0。

1.3 故障定位判据

当线路发生故障时,发生故障相电压跌落,由配电变压器上的检测终端发送报警短信,根据关联矩阵Am×n和状态矩阵Sm×1,形成故障点定位矩阵Pm×n。取状态矩阵Sm×1中为0的元素的行下标,并令与其对应的关联矩阵A的那一行元素全部为0,即得故障点定位矩阵Pm×n。

故障定位的判据:(1)P=A,即P中没有全为0的列,每条支路工作正常;(2)矩阵P中有且只有一列全为0。因为功率流向是连续的,并且配网图中节点支路编号是由首段到末端,所以这种情况下只可能是pij=0(i=1,2…,m),即配网末端线路j发生故障;(3)矩阵P中有多于一列全为0。这种情况说明配网中间支路故障而引起多个节点发生故障,为寻找故障支路的编号,比较全0列的列下标,其值最小的列下标即为故障支路编号。

2 线路故障定位系统

配电线路故障定位系统由监测分机、监控中心构成,系统框图如图2所示。图中以单线、单相变压器代替三相配电线及三相变压器,其中T1~Tn为配电变压器,M1~Mn为监测分机1~n。使用手持GPS定位仪采集每一台配电变压器的地理信息,依据配电网主接线生成每一条配电线路的故障定位地理信息系统。安装在配电变压器出线端的监测分机,实时检测配电变压器的三相电压,通过短消息方式发送给监控中心,结合线路故障定位算法判断线路是否有故障,并及时将故障线路所处地理信息(相邻配电变压器地理位置)、所属支路信息等报警给监控人员。

3 试验与分析

为验证本系统中的算法,在实验室搭建了配电变压器、自藕调压器以及自制负载箱组成的配电网运行状态实验系统。将监测分机挂接在变压器副端,通过空气开关开断模拟各台监测分机之间的线路故障,可以有效地判断故障区段,为该系统的进一步推广奠定基础。

参考文献

[1]薛永端,徐丙垠,冯祖仁.利用测量电流互感器实现配电网故障电流检测的新方法[J].电力系统自动化,2001,(21):51-54.

[2]刘健,倪建立,杜宇.配电网故障区段判断和隔离的统一矩阵算法[J].电力系统自动化,1999,23(1):31-33.

[3]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,1994.

[4]刘健,倪建立,杜宇.配电网故障区段判断和隔离的统一矩阵算法[J].电力系统自动化,1999.23(1):31-33.

[5]朱发国,孙德胜,姚玉斌等.基于现场监控终端的线路故障定位优化矩阵算法[J].电力系统自动化,2000.24(15):42-44.

[6]王飞,孙莹.配电网故障定位的改进矩阵算法[J].电力系统自动化.2003.27(24);45-47.

[7]丁同奎,陈忻技.配电网馈线末端故障定位实时优化算法[J].电力系统自动化,2005.29(20):60-62.

供电所线路设备分析 第5篇

为了规范供电所线路、设备的管理，进一步完善线损“四分”管理，降低线损率、减少事故故障的发生，我所配电组、营销服务组、变电运行组及相关人员召开线路设备运行分析会。

我所10kV线路架设于**年，总长**km，变压器**台总容量**kVA，其中公用变**台容量为**kVA，专用变**台容量为**kVA。

由于我所管辖的用户比较复杂，特别是专变用户多，线路架设的时间较早，地理条件较复杂，设备、设施完好率相对较差，结合我所工作实际我所对辖区内的所有变台、线路进行了春季安全大检查。

一、对矿山及专变用户督促巡视、检查线路及设备，二、对部分公变用户10KV线路属于集体资产，线路还是六七十年代架设的,导线截面过小且仍是纯铝材料，经常发生过负荷或倒杆断线事故的变台进行特殊巡视。为了有效控制我所高低压线路、设备运行事故，落实公司安排的工作任务，确保不发生线路、设备停运事故，减少设备停运时间，我所结合设备现状开展了以下工作。

1、我所将例行工作与开展的隐患排查专项活动相结合，并根据我所一所一服务点的特点，科学、合理地组建了抢修保电班组，合理划分了值班值守人员所地与服务点的配置，确保每日24小时值守人员至少五人。同时强化值守人员交接班时间的准时性，保证了轮班不空岗。

2、根据可能发生的突发性停电事故，成立了突发事件处置应急小分队，明确了小分队通讯联系最佳方式、汇合地点，规范了小分队成员24小时保持至少有一个方式可以取得通讯联络的制度措施。

3、我所先后分别于1月5日、2月7日、3月2日对所辖四条主干线与三村、庄房支线进行了特巡；各片区管理员对辖区低压线路、设备进行了逐条逐段的反复巡查巡视。经过巡视巡查，掌握了设备运行状况，排除了可能造成设备运行不稳定的疑点。定期对通道进行了砍伐，避免了因树害造成停电事故的投诉事件的发生。

4、根据季节性特点，我所安全、配电运行专责牵头，营销抄收人员配合，台区管理员参与实施，分别对**村**、**、**、**、蒿**、**、**变台等过负荷运行或负荷严重不平衡的台区进行了负荷平衡调整，使所辖台区未发生因过负荷烧毁设备而造成停电和低压熔丝烧断而造成的缺相事故。

架空线路监测系统电源方案 第6篇

【关键词】架空线路；监测系统；电源

1.前言

近年来，各行各业对电力的质量要求越来越高，相应高压输电线路的安全性和稳定性显得尤为重要。这也就迫切的需要进行高压线路在线实时监测，以保证高压输电线路的安全稳定运行。随着技术的发展，高电压输电线路污秽绝缘子串的泄露电流，导线覆冰监测，导线温度在线监测等设备大量使用，但其电源的供给是个问题。

低压线路取电需要从杆塔下面牵引导线，对实际的工程施工不利，同时存在高压线路串扰的安全隐患。由于大多数的输电线路都地处偏远，难以按常规办法解决电源供给问题，因而这些设备普遍采用太能供电。由于太阳能电池受气候环境、地理因素的影响较大，需要蓄电池进行进行电能的存储。太阳能电池和蓄电池寿命问题，使得设备的维护成本大大增加。

在这里我们的研究重点是小功率设备电源的设计，侧重于提高取电装置的电流适应范围和保护电路的设计。经实际调查二次接地线中存在20A左右的接地电流，可以提供一定的能量。

2.感应取电的原理

其基本原理是：电源取能线圈通过电磁感应方式从二次接地线上感应一定的交流电，再经过整流、稳压和电池充放电管理电路为监测终端供电。方案的总体框图，如图1所示。

高压感应取电是一个金属线圈套在导线上，在高压线上固定线圈有诸多问题函需解决：产生涡流，从而引起取电装置发热；在线路电流的宽范围变化情况下，电源输出不稳定；在大电流的情况下取能铁心易于深度饱和，铁芯过热，外壳温度升高，设备内部绝缘损坏；在短路及冲击电流下电源的可靠运行得不到保障。

在这里我们选电流相对较大且稳定的高压线路二次接地线作为取电的母线。对于采用本线路电流感应取能供电方式来说，电源的能量是来自高压线路的，取能途径是通过在导线上套装取能线圈将导线能量转换到二次侧，实现隔离式供电。装置以蓄电池为储能元件。这种方式可以为用电设备提供稳定的电源，以及较大的瞬间电能，更适合用在电源质量较高的场合。当线路电流过低或者需要瞬间大电流的时候，将接入电池以辅助供能。

防雷保护电路用来避免因雷电冲击造成电源电路损坏。在取电线圈后加TVS管，限制因雷击或者线路瞬时大电流造成的瞬间高电压。

整流滤波电路将感应到的交流电转换为直流电。升压稳压电路将整流之后的较低的直流升压到15V左右。

使用电池作为后备电源，为了延长电池的使用寿命，合理的充放电管理非常重要。充放电管理电路采用电单片机采样信号。单片机判断电池充电状况，充放电管理电路通过恒流、恒压、浮充三个阶段为蓄电池充电。当电充满后，控制电路工作，控制分流线圈导通，停止取能。

3.理论分析和参数设计

3.1 取能装置中磁芯材料的选取

二次接地线的电流在20A左右，磁芯材料选择的原则是效率高，损耗小。磁芯的启动电流越高越好，换言之，需要选取初始磁导率较高的磁性材料。另外，实际的可供输入的能量和系统的负荷需求相差不大，这就需要磁芯的充磁和放磁的效率高，即BH特性曲线所围成的面积越小越好。在查阅大量的磁芯材料的参数特性手册之后，选取微晶磁芯。

3.2 磁芯的尺寸和线圈匝数的确定

由于磁芯材料工作在非饱和电流的情况下，存在一个最大的输出功率点，且最大功率点仅和磁芯的磁导率、磁路长度及截面积、一次侧电流有关，与副边线圈的匝数无关。在上面的材料确定之后，需要确定磁芯的磁路长度（周长L）和磁芯的横截面积（窗口面积S）。本方案中的系统功率设计在10W左右，经计算得L=6cm，S=580mm2。副边线圈的匝数和后面的DC/DC的输入电压的变化范围有关。

3.3 升压稳压电路的设计

升压稳压电路如图2所示。输入电压经过升压电路上升到15V左右，为蓄电池充电。在这里，输入电源为直流电流源。与普通的boost电路不同，相应电路为电流-电压型boost电路。

3.4 充电管理

单片机通过采样得到电池电压，当检测到电池两端电压小于13.5v时，开关管始终导通，采用全通方式充电。如果检测到蓄电池电压大于13.5v并小于14.4v时，采用脉宽调制方式充电。当蓄电池了两段电压达到14.4v时，停止充电。这种方式能够达到延长蓄电池寿命的目的。

3.5 蓄电池的选取

系统中的监控终端中的摄像头设备，在操作时的功率不少于在10W左右，不操作时其它设备的待机电流也在300mA以上，日耗电量大于10Ah，为了满足频繁操作云台的需求，同时也为了系统供电留一定的裕量，实际选取20Ah。

4.实际的设计中应考虑的因素

由于该电源工作在室外环境，除满足一般电源的基本要求外，电路的防护也是电源安全性的重要保证。电源的防护设计既要使电源能够在温差范围大的环境正常工作，还要使电源具有防火、防潮、防雨、抗震、防雷电浪涌、抗电磁干扰的能力。

5.结束语

针对在线监测开发了感应取电装置，采用通常的10w模拟摄像头对电源输出，电池充电等情况进行测试。设备在二次接地线各电流状态线均能输出稳定的12v电压，并且没有发热状况出现。在短时间的电压跌落然后恢复的情况下，设备稳定工作。

由于缺乏电源装置，目前高压输电线上的设备一般都采用太阳能电池供电，太陽能电池效率低，影响设备的工作效率，因而开发在线取电装置时非常必要的。本文通过理论分析和实验，开发了一种应用于高压输电线路上的供电设备。通过单片机对取能、保护、充电等过程进行管理。从实际应用中来看，在一定程度上解决了高压输电线路上的取能问题。

参考文献

[1]徐青松，季洪献，侯炜等.监测导线温度实现输电线路增容新技术[J].电网技术，2006（S1）：171-176.

[2]王晓希.特高压输电线路状态监测技术的应用[J].电网技术，2007，31（22）：7-11.

输电线路潜供电弧及影响因素分析 第7篇

对于潜供电弧来说, 占主导地位的有两个因素, 第一个是潜供电流;第二个是恢复电压。相对于第一个因素潜供电流来说, 它最后必定流过短路点, 中间会经过短路电流, 而决定其电流的大小主要有以下几个方面:线路参数、系统运行方式以及线路传输容量等。

1 潜供电弧的基本概念

短路电流的产生是在特定的情况之下, 通常来讲有两个点, 第一点是存于超高压的输电线路里;第二是发生瞬时性单相接地的故障。只有同时发生了以上两点, 此时产生的电流称之为短路电流, 与此同时, 在短路电流发生故障的地方会有一种现象, 电弧会发生燃烧, 此时的电弧被称之为次电弧。相对而言, 在此种情况之下, 短路电流的值也是相对偏大的, 影响它的最主要的因素是电压等级。一旦短路电流偏高, 它的电弧也会受到一定的影响, 但对于一次电弧来讲, 不仅能量较高, 而且稳定性也比较高。此外, 还有恢复电压的存在, 对于恢复电压的产生, 则有关于潜供电弧, 一般情况下, 只要潜供电弧熄灭, 就会出现电压, 而这种电压称之为恢复电压[1]。

2 潜供电流特点分析

对于潜供电流来说, 它主要表现在两个部分, 第一部分是静电感应分量, 第二部分是电磁感应分量。对于电磁感应分量的产生, 主要是有以下两点, 第一点是健全相, 第二是电感。第一点通过第二点时, 在故障相上会出现感应电动势, 由于相与地之间存在着对地电容, 此电动势又经由故障相的对地电容形成回路, 形成潜供电流的纵分量, 横分量与故障点位置无关, 但纵分量与故障点的位置有关, 当线路中点发生故障时, 电磁感应分量为零, 越往两边电磁感应分量越大, 当到达线路端点时电磁感应分量达到极值;静电感应分量当发生短路接地之后故障相两端断路器断开, 同时短路故障处的电压降低为零, 健全相中的电压通过相间电容在故障相上产生一个静电耦合电流, 静电耦合电流的大小与故障点的位置无关, 但与线路的结构 (例如杆塔的结构) 、线路的长短、换位方式、相许排列等有关。但是在潜供电流的计算中电磁感应分量所占比重很小, 静电感应分量占大部分, 因此在计算中通常可以忽略电磁感应分量, 只计静电感应分量。在此以1 000 k V特高压单回输电线路和500 k V超高压单回输电线路分别计算潜供电流的静电感应分量和电磁感应分量[2]。

3 特高压同塔多回输电线路特点

特高压线路与超高压线路相比, 其电压等级更高, 在布置导线时的结构更加紧密, 这使得线路间的耦合作用加强。此外, 因为电压等级较高, 输送容量较大, 特高压线路发生短路接地故障时恢复电压绝对值较大, 但是由于空气间隙的距离也增大, 所以在特高压线路中的恢复电压梯度并不会有明显变化[3]。

此外, 与单回输电线路相比较, 同塔多回输电线路具有以下特点:1) 同塔多回混压输电线路的相序排列方式, 并联电抗器的装设形式, 导线的换位方式更加复杂。2) 同塔多回混压输电线路静电和电磁耦合作用均加强, 这使得潜供电流和恢复电压值均较大。由于是多回线路同塔架设, 线路间的距离较近, 除了本回线路三相间的耦合作用外, 还存在线路两两间的耦合。3) 故障方式增多。从理论上讲, 同塔多回输电线路可能发生的故障包括了单相接地故障, 双回两相同时接地。

综上, 同塔多回线路的特点均可能导致线路潜供电流增大, 降低单相重合闸成功率。我国国土面积宽阔, 但是负荷集中, 未来的特高压电网长度、换位情况差异大[4]。

4 影响潜供电弧熄灭的其他因素

除去上面讲到的潜供电弧, 还有一个弧道电阻和过渡电阻, 对于弧道电阻来讲, 它的数值会在其他因素的影响之下在一定范围内不断变化, 这里的因素主要表现为:潜供电弧与故障点位置、气候条件以及绝缘子链长度等。相对而言, 过渡电阻 (短路点的电弧电阻称之为过渡电阻) 就简单许多, 它仅对电流电压以及相位产生一定的影响。通常情况下, 计算出现的金属性短路是不急电弧电阻影响[5]。

电弧电阻的数值短路表现也是有所变化的。主要表现在电流、电弧长度等方面。

除去上述中所说, 影响潜供电弧的因素还有其他原因, 主要表现在风力和风速、弧柱位置等。

风不仅能使弧柱加长, 且可以使其加速冷却, 对于介质强度的恢复起了很大作用, 因此风速对弧柱的冷却影响甚大。根据实际超高压线路的运行事故表明, 电弧出现在绝缘子串上, 而出现此类情况的原因是与电压闪络有关。

参考文献

[1]高一弘.同塔双回送电线路的最优相序排列[J].海峡科学, 2008 (6) :38-41.

[2]娄颖, 戴敏, 何慧雯, 等.1 000 k V交流紧凑型输电线路潜供电流和恢复电压计算分析[J].高电压技术, 2011 (10) :13.

[3]车学哲, 沈凤龙, 王建辉, 等.基于瞬时对称分量法的电网无功补偿方法[J].电力系统及其自动化学报, 2012 (4) :15.

[4]张旭.特高压平行双回线路熄弧措施的研究[D].北京:华北电力大学, 2012 (9) :144.

供电系统及线路 第8篇

1 传统输电线路巡检存在的缺点

1) 对现场的巡检人员缺乏科学的监督。巡检人员是否落实了自己的责任, 是否真正认真查看了所有的杆塔, 管理人员无从得知。再加上各个巡检人眼专业水平的不同, 对各个巡检项目的理解也不同, 各自经验的积累也参差不齐, 因此就很有可能出现漏检, 误检的情况, 在检查的质量和现场的实际记录方面不能很好的保证。

2) 传统巡检资料的方式通常是以纸质的形式保存, 存在查看和统计分析麻烦的问题。要对以往的数据进行收集、汇总, 工作量大, 并且纸质资料会随着时间发生质变, 也容易遗失。况且管理人员仅仅通过纸上的数据, 很难对巡检人员工作的数量和质量做一个很好的评价。

3) 对电的输送, 杆塔检查的资料等仅靠手工来管理储存, 经常会发生遗漏或者错误的情况。手工调用资料的时候不方便, 最后统计报表也费时费力。

2 输电线路智能巡检系统的开发

地理信息系统 (GIS) 是输电线路巡检系统开发平台的选择依据, 地理信息系统简称GIS (Geographic Information System) , 是一种能够将计算机的图形以及数据结合起来去存储并且进行信息处理的一门技术。GIS技术可以对已经存在的输电设施和空间位置, 以及线路巡检的信息形成一个信息库, 然后再利用GIS直观的可视功能进行全面的分析。也就是说利用电力设施在地理空间的固定性作为关键的索引, 然后把各个相关的系统相互联系组织, 对电网的各个属性呈现出来的数据进行统一的应用, 并利用其自身强大的分析能力进行观察, 最后达到对整个电力系统统一管理的效果。当下, GIS技术已经逐渐广泛应用于电力行业, 并且在输电管理和配电工作中也已经有了很大的成就。从电网信息化, 一体化的发展来看, 在电力系统中多方位多层次的应用GIS技术, 已成为将来电力行业发展的一个大趋势。

另外, GIS系统提供的对电网基础属性的参数, 和对地理属性的分析, 其准确度可直接应用于经济的运行保护, 调度管理以及输电等方面, 为电网的运行提供了可靠安全, 经济稳定的服务。GIS在提升电力行业的管理水平方面, 在保证输电线路的有效管理方面都有着十分重要的意义。

3 输电线路智能巡检系统的应用

1) 全球定位系统 (GPS) 技术是输电线路智能寻检系统中的应用。全球定位系统 (Global Position System, GPS) 是由美国建成的, 在海、陆、空的三维空间来进行导航与定位的系统。只要拥有相关的操作设备就可以接受跟踪以及测量GPS信号。可以在任何时候解读出GPS发送出来的数据, 准确的计算出所要勘测物体的三维信息。科学的使用GPS的空间定位功能, 可以很好的实现对输电线路的管理, 能够有效地解决原先输电线路存在的不足之处, 提高巡线工作的监督质量。GPS和GIS之间可以进行数据的共享, 巡检系统获取了GIS提供的地理位置信息, GIS获取GPS在巡检系统中的运行信息, 用户可以在两个数据之间相互切换, 方便快捷的达到想要的效果。

2) GPS相对于提升输电线路的安全运行方面来说是种不错的技术手段支持。比如说, 智能巡检手持机从管理主机接收到巡检任务后, 巡检人员按照要求到达指定的地方, 使用手持机的终端接收GPS信号, 根据信号比对巡视点的经纬度坐标, 会显示出相应的需巡检的地方以及提示的下一步操作。假如该巡视点存在问题的话, 可以使用手持机上面的软件进行详细的标注和记录。每次巡检结束后, 巡检人员可以通过相应的通讯方式全部上传到管理主机, 以便及时更新巡检信息。切记在巡检中使用GPS定位系统时, 要在指定的地点将数据准确记录, 若临时和卫星失去联络的话, 可以暂缓巡检行动, 并且手持机也会给出相应的下一步提示。GPS在巡检系统中的使用和普及, 严厉打击了那些虚假上报信息, 巡检不到位, 不按照规定路线巡检, 漏检等一系列恶劣情况。规范了巡检人员出去巡检的路线, 提高了巡检的质量, 纠正了时间的误差, 相关数据都会记录在电脑中并及时保存下来, 大大方便了管理人员对巡检人员的监督, 提高了工作效率和整体的管理水平。

4 智能化线路巡检系统的功能和特点

1) 无需在杆塔上安装任何的信息载体, 通过GPS和GIS可实现同时、同步、同地的自动化规范记录。

2) 手持机的使用可以通过网络接入总部, 实现巡视实时数据的远程传送, 可以方便快捷的对巡视信息进行最大限度的查询, 从根本上提高了企业的工作效率。

3) 总部管理机通过对手持机数据的收集分析, 整理输出, 实现了对存在问题的全过程监督。摆脱了施工和维护带来的麻烦, 减少了巡检带来的工作量, 所有的巡检工作一目了然。

4) 智能化巡检系统可以在任何地点的任何时间进行业务管理, 巡检人员可以在第一时间实现对缺陷信息的获取和处理。管理者可以很明白的了解到业务运行的状况, 不但提高了工效, 而且巡线工作也摆脱了时间和地点条件的制约。

5 结语

以GIS为主导的可视化信息化平台, 对于以前的信息孤岛问题和多系统之间数据的共享难题, 提供了一个非常重要的参考样本。另外, 随着GPS定位功能的不断精确, 以及开发力度和推广力度的不断加大, 未来必将不断提升电力系统行业的工作质量, 为进一步推动线路信息化, 自动化做出贡献。

摘要：输电系统在电力系统中占有重要的地位, 对输电线路的巡检工作是保证输电线路和设备安全的一项基本任务。新型的智能巡检系统以地理信息系统为平台, 以全球定位技术为地理精确定位, 是将计算机、信号接收器、网络通信、后台管理集为一体的智能化巡检系统。该系统具有很强的实用性和可靠性, 在工作应用方面效率高, 具有准确及时的特点。本文就输电线路智能巡检系统的开发及应用做了进一步探讨。

关键词：输电线路,智能巡检,开发及应用,全球定位

参考文献

[1]毛宏斌.智能巡检管理系统在输电线路巡视中的管理应用[J].科技情报与开发经济, 2012.

供电系统及线路 第9篇

现阶段35k V以下 (含) 配电系统深入负荷中心, 其供电可靠性、经济运行直接给煤矿带来了可观的经济和社会效益, 因此, 配电网故障检测、负荷监测和快速查找故障越来越受到煤矿供电部门的重视。配电线路分布广、分支多、结构复杂, 当系统发生了短路或者接地故障以后, 供电人员只能区分是哪条出线发生了故障, 而要找到具体的故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间, 也造成了很多经济损失。尤其是煤矿企业, 损失更大。当然, 有部分电力线路安装了故障指示器, 在一定程度上可以指导巡线人员查找故障, 但是这些传统的故障指示器原理往往比较简单, 大多用模拟电路来做, 测量精度不高, 故障检测不可靠, 更不能在线修改故障判据, 不能实现信号远传和远程负荷监测, 而采用新技术新工艺设计的新型故障指示器能够大大提供故障检测准确性和自动化水平。此系统已应用于我矿35k V以下 (含) 配电线路的故障检测、定位和负荷监测。它帮助运行人员快速查找故障点、实时监测线路负荷, 最大限度地保证供电安全和可靠性。

2 国内外发展现状及趋势

我国在变电站接地故障选线和配电网的故障检测方面研究较早, 先后研制出了接地选线装置和短路故障指示器, 这些装置投入运行后, 取得了良好的效果。国外发达国家在故障测距方面做了很多努力, 也取得了一定的成效。不过, 以上技术和装置均有一定的局限性。

接地选线装置:只适用于变电站内部选线, 不能定位出故障点的具体位置。短路故障指示器:只能检测配电线路的短路故障, 不能检测接地故障;只能由巡线人员到现场去看是否有故障指示, 不能把动作信号和当前负荷电流发送到调度系统。故障测距装置:只适用于结构相对简单的配电线路和长距离输电线路, 需要停电和离线操作, 并且价格昂贵。我矿经过充分考察和论证, 决定采用地面供电线路故障定位及负荷监测系统。

本项目核心技术为国内外首创。这些技术主要包括:用故障指示器来实现负荷电流和线路电压的在线监测。故障指示器从高压导线取电, 以获得短距离通讯能量。用最新调频技术实现短距离无线通讯。

3 实施后效果及优点

该项目实施以后, 可以实现架空线路短路和接地故障检测、本地指示、动作信号通过SMS远传到主站SCADA系统, 指示器同时具备线路电场电压和负荷电流的测量功能, 测量数据通过GPRS DTU远传到主站SCADA系统。

主要优点有:用故障指示器来实现负荷电流和线路电压的在线监测。故障指示器从高压导线取电, 以获得短距离无线通讯能量。用最新低功耗调频技术实现短距离无线通讯。利用太阳能取电和SMS (GSM短信) 、GPRS数据通讯。线路运行温度监测-动态增容:本系统还具有导线运行温度监测功能。导线运行温度是35k V供电线路安全运行的一个重要指标, 在不同的季节, 相同的负荷电流引起的导线运行温度和导线垂度不同, 提高导线允许的最高温度就可以提高线路的输送能力, 即实现动态增容。

4 采用的研究、试验方法和技术路线 (包括工艺流程)

4.1 故障指示器

(1) 硬件:采用最新发布的业界微功耗单片机C8051F9xx, 并采用具有专利技术的超低功耗A/D信号采样和CC1100无线调频通讯技术。 (2) 短路故障检测程序:短路故障判据采用速断过流法。由于煤矿的主要负荷就是大型电动机负荷, 所以不采用传统的故障检测方法。速断过流法采用行业标准的继电保护算法, 需要人工在线整定速断、过流定值和延时, 原则上按照变电站出口保护定值的0.9倍整定, 优点是可以灵活解决拒动和误动情况, 缺点是增加了维护工作量。 (3) 接地故障检测程序:安装在线路上的故障指示器通过信号采样, 会检测到信号源发出的有规律的电流脉冲, 从而给出接地故障指示, 同时发出无线编码信号到附近安装的通讯终端上。

4.2 通讯终端

(1) 结构和工艺:采用全户外不锈钢合金箱壳, 内部再用全密封塑料外壳将线路板、通讯模块和SIM卡保护起来, 以避免出现防水、防凝露和高低温问题。 (2) 硬件:单片机采用微功耗C8051F9xx, 短距离无线通讯模块采用CC1100, 远程无线通讯模块采用西门子TC35I GSM MODEM或者MC39I GPRS DTU, 太阳能取电方案采用5W太阳能电池板, 后备电源采用1.3Ah/12V胶体电池 (SMS通讯终端) 和7.2Ah/12V胶体电池 (GPRS通讯终端) 。 (3) 短距离无线通讯程序:每台通讯终端根据实际需求配置若干只故障指示器, 每只故障指示器带2字节地址。通讯终端与故障指示器、通讯终端与主站都采用标准的IEC60870-5-101通讯协议, 取消偶校验。

4.3 主站前置机

采用无人值班的工业计算机板卡PC104模块, 自带内存芯片, 配CF卡, 预装WINDOWS XP简化版操作系统和前置通讯软件。

4.4 信号源

采用变电站PT柜结构, 内置高压接触器、高压熔丝和高压电阻, 外置信号源控制器, 控制输出为信号周期和占宽比可调的PWM调制信号。

4.5 经济、社会效益及推广应用前景

故障定位系统的应用, 为煤矿供电系统提供保障, 确保了煤矿生产的正常衔接, 克服了传统故障定位装置的局限性, 不仅减轻了外线检修工的劳动强度, 而且在出现故障能够及时定位故障地点, 保证快速、高效的处理好故障, 恢复正常供电。

5 结语

五阳煤矿首次采用供电线路故障定位及负荷监测系统, 在矿井供电系统中运行效果良好。从改造完成后至今的6个月时间里, 供电线路故障定位及负荷监测系统运行情况良好同时操作简单, 方便, 定位及处理故障所用时间短。由此证明, 供电线路故障定位及负荷监测系统值得对各个矿井全面大力推广。

摘要：文章通过对供电线路故障定位及负荷监测系统功能的介绍、故障定位系统在矿井供电中的重要性, 现有的故障定位装置的局限性;重点介绍供电线路故障定位及负荷监测系统组成及在矿井中应用的优点、研究、试验方法和技术路线, 实施应用效果。

供电系统及线路 第10篇

1.1 布线合理避免相互干扰

实验楼内有多种布线系统, 包括供电线路布线系统、通信自动化系统、火灾报警及消防联动系统、保安监控系统、办公自动化系统、闭路电视系统等。其中, 有些是强电系统, 有些是弱电系统, 而弱电线路易受强电线路的电磁干扰, 造成信号模糊、噪声大, 甚至不能正确使用。因此, 应注意将信号线与电源线分开敷设, 且不能敷设在同一个桥架中;强电桥架与弱电桥架隔开一定距离, 对一些重要的弱电线路采用屏蔽措施。

1.2 区分负载性质采用分路供电及控制

实验楼内负载种类多, 且各种负载对电源及接地要求各不相同, 设计时应充分考虑分路供电。照明线路中的荧光灯等一些非线性负荷, 产生的谐波会影响电子设备的正常工作, 因此, 计算机房及精密电子设备的供电应设计独立的供电回路, 并在回路内加设交流不间断电源以防意外停电对设备的影响;实验设备、照明线路与火灾报警及消防联动系统、防盗报警系统用电线路, 因功能不同, 应该分路供电, 以便在放假期间, 关闭其他系统电源但仍保证防火与防盗系统的供电。实验楼应设置专门的配电室, 实现对上述电路的集中控制, 。配电室位置应靠近用电量大的区域, 以减少线路的电能损耗。

1.3 保证三相负载平衡

三相负载不平衡会造成中性线电位偏移, 使单相电压出现较大偏差, 其上用电器不能正常工作, 这也是电气设计过程中必须考虑的问题。在实验楼内, 由于单相用电设备较多, 设计时若不注意, 往往会造成三相不平衡。因此在设计时, 先计算各种用电器额定功率PN及同时需要的系数Kd, 再按下式计算实际功率Pf:Pf=∑PNKd

K d值根据用电器的使用的同时性、负荷效率及平均效率确定, 一般为0.4~0.7。根据Pf值来分配各相上的负荷, 这样可减少三相不平衡度。

1.4 保护元件的选用

电气保护主要有过载保护、短路保护及漏电保护。因楼内各实验室负荷大小不一, 仪器设备过载能力不一, 所需的保护要求不一, 为了可靠起见, 应采用上下级有级差的电气保护系统, 即在配电室、各楼层、各室均装设保护元件。为便于维护, 各室装设带漏电保护的空气开关, 当发生脱扣时, 一般人员就可恢复, 如采用熔断器, 烧毁时要由专业电工进行更换;但在各楼层、配电室及有大功率用电器的实验室, 因负载大、电流大, 当发生大电流短路时, 应注意空气开关极限分断能力应大于线路的最大短路电流。保护元件除额定电压、额定电流应与所保护电路匹配外, 动作时间也要满足被保护电路或设备的要求。

1.5 导线的选用

导线的选用参数主要是材质与截面积。材质一般有铜和铝两种, 室内布线一般采用铜导线, 因为铜导线具有较高的过载余量, 虽然其价格比铝导线高, 但在安全用电方面, 铜导线具有绝对的优势。在确定导线截面积时, 不能根据各相用电器的额定功率PN计算, 而要根据实际功率Pf计算, 这样可以减小导线截面积, 节约投资。

2 建筑电气设计中的接地系统

在建筑电气设计中, 接地系统相当重要。一个完善、科学的接地系统是保证实验楼内各类用电器正常运行及操作者安全的必须条件, 尤其对于计算机、精密检测仪器等电子仪器, 为保证其运行的准确性和稳定性, 应有一个稳定的基准电位, 并且避免相互之间的电磁干扰, 这由接地系统来保证。

2.1 接地系统选择

2.1.1 TN-C系统

T N-C系统又称三相四线制系统。该系统中的N线与PE线共线, 统称PEN线, 设备的外露可导电部分与之相连, 并作为单相用电设备工作接地。该系统对接地故障较为敏感, 可节约导线材料, 在低压配电系统中应用较为广泛。

2.1.2 TN-S系统

该系统N线与PN线分开, 用电设备外露可导电部分与公共PE线相连。其特点是:正常情况下, PE线上无电流通过, 不会对连接PE线上的设备产生电磁干扰, 并且N线断线也不会影响到PE线上其他设备的防间接触电的安全, 可靠性能高;另外, 保证各接地线都从接地体一点引出, 选择正确的接地电阻值, 使电子设备共同获得一个等电位基准点, 可满足精密电子设备工作的要求。

2.1.3 TN-S-C系统

该系统由两个接地系统组成, 第一部分是TN-C系统, 第二部分是TN-S系统, 分界面在N线与PE线的连接点。该系统适用于实验楼无变压器、电源由校区公共电网供电的情况。

2.1.4 TT系统

配电变压器中性点应直接接地, 与PE线接地是完全分开。该系统常用于实验楼供电来自市区公共电网的情况。其特点是:该系统正常运行时, 不管三相负荷平衡与否, 在中性线N带电情况下, PE线都不会带电;各设备经各自的PE线接地或经公共接地网接地, 相互间无电磁干扰。但当设备外壳未接地而发生设备漏电故障时, 故障电流可能很小, 不能导致漏电保护器动作, 使设备外壳长时间带电, 增加操作者的触电危险;因此, 该系统应装设灵敏度高的触电保护器。

2.2 接地类型

在一栋实验楼中存在多种接地类型, 各自功用不一, 但相互关联。对于普通的机电设备, 所需的接地类型有工作接地、保护接地和重复接地;对于精密电子设备, 还应设置直流接地、屏蔽接地和防静电接地;对于整栋实验楼来说, 必须布设防雷接地系统。

2.2.1 工作接地

为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的接地叫工作接地。主要是指变压器中性点直接或经消弧线圈接地及中性线 (N线) 接地, 实验楼设有专用变压器或低压电网进户处应设置此类接地。应注意的是:N线必须采用铜芯绝缘线并有足够的截面积, 接地电阻R4Ω并保持恒定;配电中的等电位接线端子不能外露, 一般设在专用等电位箱内, 且不能与其他接地系统 (如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等) 混接。

2.2.2 屏蔽接地

在一个用电环境中, 电磁干扰现象不可忽视。电磁噪声的来源广泛, 比如交流线路的瞬态电涌脉冲, 高频设备及非线性设备的运行都会产生大量的高频谐波, 自然雷击和静电放电、高电压及大功率辐射电磁场、导体间的耦合等, 都会产生电磁噪声。电磁噪声对数字信号及模拟信号的传输有极大的干扰作用, 会影响电子设备的正常工作, 甚至导致设备损坏。因此, 在实验楼电气系统中, 电磁兼容设计非常重要, 对楼内的电子设备及信号传输线应实行屏蔽接地的保护措施, 以消除内部自身传导和外来的干扰。

2.2.3 重复接地

在TN系统中, 如PE线 (或PEN线) 出现断线、保护接地功能损失也会发生触电事故。因此, 对一些关键设备及部位进行重复接地, 以保证人身安全。

2.2.4保护接地

为保障人身安全、防止间接触电而将设备的外露可导电部分进行接地叫保护接地, 其连接线即为PE线。实验楼内设备多种多样, 而且也存在一些非带电导电设备与构件, 如果设备的绝缘破损会使设备外壳带电, 人体触及外壳, 相线电流就会流经人体经大地返回中性点, 发生触电事故。因此, 容易漏电设备的外壳和一些外设导电构件应用PE线连接并接地, 并严禁PE线与N线连接, 其上也不能安装开关和熔断器。保护接地的接地电阻R4Ω, 其值越小, 对人体的触电保护功能越好。

2.2.5 直流接地

电子设备在进行输入、输出信息、传输信息、转换能量、放大信号、逻辑动作等过程中都是通过微电位或微电流快速进行, 且设备之间要通过互联网络进行工作。因此, 为了使其准确性高, 稳定性好, 除了需要一个稳定的供电电源外, 还必须具备一个稳定的基准电位。

2.2.6 防雷接地

把雷电电流迅速导入大地, 以防止雷害为目的的接地称为防雷接地。实验楼内有大量的电子设备与布线系统, 它们耐压等级低, 防干扰要求高, 最怕受到雷击。不管是直击雷、串击雷、反击雷都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此, 对实验楼的防雷接地设计必须严密、可靠。大学实验楼根据其重要性, 按照现行的《建筑物防雷设计规范》设计防雷接地措施, 接地电阻R10Ω, 同时对强电、弱电进户线作电涌保护, 要求如下:

1) 在电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下, 应在低压电源线路引入的总配电箱处装设“I”级试验的电涌保护器。

2) 在电子系统的室外线路采用金属线时, 其引入的终端箱处应安装D1类高能量试验类型的电涌保护器。

3) 在电子系统的室外线路采用光缆时, 其引入的终端箱处的电气线路侧, 当无金属线路引出本建筑物至其他有自己接地装置的设备时, 可安装B2类慢上升率试验类型的电涌保护器。

2.2.7 防静电接地

在实际中, 静电所造成的危害与损失的例子很多。静电不仅会导致计算机等精密电子设备运行出现随机故障, 而且还会造成某些元器件损坏, 并且其产生频繁且难以消除。在实验楼内, 精密电子设备及其辅助设施, 如地板、工作台, 甚至工作人员的穿着都要采取防静电措施。最简单的措施就是将这些物品进行接地, 使产生的静电流入大地, 这种接地叫做防静电接地。接地时, 须将所有设备外壳及室内 (包括地板) 设施与PE线多点可靠连接, 一般接地电阻R100Ω。特别是计算机房, 由于设备密度高、使用时间长、人员多, 极易产生静电, 必须采取防静电措施。

单点接地是指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开, 各自成为独立系统, 再各自连接到本楼层或本机房的局部等电位接地端子板上, 等电位铜排另一端与统一接地体或总等电位接地端子板连接。局部等电位接地端子板应与预留的楼层主钢筋接地端子连接。统一接地体为接地电位基准点, 其一般与大楼的桩基钢筋连成一体, 形成自然接地体网。该系统与防雷接地系统共用, 根据规范规定, 保护性接地和功能性接地共用一组接地装置, 其接地电阻应按其中最小值确定, 其接地电阻R1Ω。若达不到要求, 必须增加人工接地体或采用化学降阻法, 使接地电阻R1Ω。

3 结束语

电力系统输电线路设计问题探讨 第11篇

关键词 输电线路；设计问题；分析

中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0098-01

1 安全原则，维护系统运行

1.1 意识方面

思想观念上对110 kV～220 kV输电线路设计中必须引起重视，这样才能确保线路设计安全的前提条件。而且设计人员安全意识不足，所设计出来的方案肯定会存在安全隐患。电力施工单位在安排设计师时要经过相关的职能考核，在思想、专业、技能等方面挑选经验丰富的设计师参加设计，为后面的安全施工提供保证。

1.2 路径方面

由于各种输电设施的结构存在差异，在输电线路路径设计上应该从实际情况出发。设计人员应先具体勘察分析输电布置情况，再制定切实可行的运行方案以指导设计。线路勘测是路径设计不可缺少的工作，在监测阶段可以找准线路沿线施工的状况，从多个角度把握输电线路的

设计。

1.3 杆塔方面

杆塔是输电线路设计的核心基础，杆塔自身的稳定性直接决定了输电线路能否长期运行，影响了线路输电功能的发挥。设计过程中应该严格把握杆塔的设置点，控制好每个杆塔之间的距离。1）可以防止电力聚集造成输电线路损坏。2）能避免施工阶段出现各种安伞问题而危害人员安全。

1.4 线路方面

110 kV～220 kV线路是一个极为复杂的结构组成，没计时若没有把握好其中的结构形式则难以准确布置线路。设计人员要充分考虑到输电线路的使用性能需要，结合杆塔周围的自然环境来布置线路组织。此外，在线路材料的选择上也要经过相应的质量检测，以达到正常使用状态下的需要。

1.5 工具方面

电力系统的作业需要运用到小同的电力工具，在使用工具时若选择不当会引起不同的意外事故。一般情况下，技术人员在安装输电线路时需选择绝缘工具，防止线路电压带来的不利影响，这些对于维护电力施工作业的安全性都是很重要的。

2 在线监测，发现异常问题

2.1 气象监测

由于输电线路都是暴露于自然之中，正常使用状态下会受到不同环境因素的影响，使得线路的运行状态受到影响，不利于电力系统的长期运行。气象监测系统的运用能对外界环境的变化进行监控，防止受到风偏、雷击、污秽等多方面的影响，对于在线传输数据也能起到很好的控制作用。

2.2 视频监测

这是最近几年电力系统施工采用的先进技术，能够满足110 kV～220 kV输电线正常监控的需要。在市场经济不断发展的同时，我们需要重视对电力行业线路设计的调整，避免在线路使用时受到其他因素的干扰。设计人员应积极编制有效的监控、监测手段，以合理调整输电线路的设计模式与结构。

2.3 覆冰监测

覆冰是输电线路在冬季常见的问题，对整个线路安全运行有着较大的影响。设计输电线路的在线监测中，应该对覆冰区域加以关注，对线路上的覆冰情况进行24 h监测。设计师可创建一个实用的数字模型，包括：导线自重、風压系数、绝缘子倾斜角等，可及时预告线路的覆冰

情况。

2.4 杆塔监测

因受到建筑施工的影响，杆塔在建造过程中常会受到多方面因素的限制而造成倾斜问题。对杆塔创建监测系统，主要是针对塔身的垂直度监控，这样在杆塔发生异常状况后可及时调整。设计时对杆塔倾斜仪相关设备进行有效控制，把握好程序设计传输时间的控制，当异常状况发生后可及时整理。

2.5 防盗监测

近年来，很多不法分子开始盗取输电线路以谋求经济利益，这不利于我国电力行业的发展。防盗监测主要借助于对应的报警系统，以此来做好输电线路的安全防范。可为电力线路设计一个探测器，如温度感应等，在盗贼接近线路时自动发出报警信号，以提醒工作人员尽快处理。

3 硬件结构，注重各个环节

3.1 软件结构

软件是电力系统的另外一个组成部分，软件注重系统内部结构的控制，其对于系统的运行同样有着较大的影响。软件结构的设计应该根据硬件装置进行，如操作系统、控制系统等，这些都应该根据现有的硬件结构装置设计才能达到理想的功能。

3.2 传感结构

在输电线路中安装传感器，这样能够加快数据信息的收集处理。传感器能够及时收集感触各方面信息，做好不同的数据信息传输工作。在设计传感器位置时要结合线路的运行状况进行，将传感器安装到具体的位置后再实施调控模拟，保证线路传感能及时收集到各类数据信号，这对于工作人员的线路控制能提供真实信息。

3.3 电源结构

自动化电力系统必须要充足的电源才能实现运行，对电源部分严格维护是很有必要的。电力系统负责人应根据线路的实际需要，安排设计人员实施电源装置的检查，保证各项装置连接的有效性，防止电源接触不良等。经过这些工作之后开展设计，才能保证电源装置的合理分配，确保后期用电力系统各装置的顺利运行。

3.4 采集结构

电力系统中的采集器是极为关键的装置，影响着电力系统的数据信息收集状况。设计这一装置时需要做好多方面的电力系统试验，对各装置结构的状态进行仔细检查，如采集器指示灯状态等。对于采集器的通讯口的通讯线接头和各传感器的接地接头等也要加强设计，使电力发生故障之后能及时处理好各类问题。

3.5 防雷结构

由于承受着外界自然环境的影响，电力系统在运行过程中会面临雷电问题，特别是110 kV～220 kV输电线路。这就要求设计人员加强防雷接地的设置，在设计自动化运行模式时充分考虑到计算机设备的全面保护，控制好雷雨天气电路的电压、电流大小，防止强电流、电压带来的线路损坏问题，创造良好的输电线路运行环境。

4 防雷保护，多方开展设计

4.1 屏蔽保护

现代化电力模式的运行需要借助于计算机装置性能的发挥，在设计维护方案时需要做好不同方面的检测处理。对于一些外来的干扰信息可以重点屏蔽处理，以此来达到对电力系统设备的保护作用。如：对信号线、电源线结合屏蔽电缆或穿金属管屏蔽，且保证线路的有效链接。

4.2 设备保护

防雷技术发挥作用要依赖于各个设备的运用，尤其是先进的计算机装置结构。电力系统工作人员需定期对各设备进行检查，一般周期在半个月左右。对于一些常见的装置问题要及时处理，若有需要则更换装置，如避雷器、计算机设备等，通过这些更换能增强防雷效果。

4.3 接地保护

接地保护是防雷技术的常见方式，通过接地可以把电力系统上的强电流、电压引入地下以达到防雷效果。维护自动化电力系统时需要借助于不同的施工技术，将相应的防雷器安装在适当的位置，各传感器设备与防雷地网之间要保证良好的搭配，对防雷结构实施必要的划分处理。

4.4 线路保护

线路是电网正常运行的保证，在设计过程中要考虑到线网自身承受的载荷大小。对线路实施保护最终是为了避免雷电波从信号线、电源线传输到自动电力系统室内，由此会给电力系统设备带来巨大的损坏。设计人员应该合理选择线路结构，布置好有效的线路安排。

4.5 装置保护

对于防雷结构设计中运用到的各种装置，设计人员要加强保护处理，如避雷器、避雷装置等，采取综合性的装置保护方案，这样才能达到理想的输电线路保护需要。正常使用情况下，还需要定期实施装置结构保护，对防雷体系进行及时优化改进。

5 结束语

综上所述，110 kV～220 kV输电线路在电力系统中是很重要的结构组成，设计人员必须全面考虑多方面因素控制好线路结构的安排。设计者要从线路的安全性能、在线监测、硬件结构、防雷装置等方面深入分析。此外，设计阶段还需要注重先进技术的引进，通过技术改造的方式来保证设计效果。

参考文献

[1]王坚.浅谈架空输电线路设计[J].山西建筑,2004,15.

供电系统及线路 第12篇

随着电力系统运行和控制技术的不断进步,电力系统运行的可靠性总体上趋于改善。然而,大停电事故无法完全避免,电力系统恢复仍然是电力系统规划和运行中需要考虑的重要问题。随着大规模互联电力系统的发展,大停电事故可能波及的范围更大,产生的后果更严重[1,2,3]。停电事故的负面影响一般随着系统恢复时间的增加而增大[4,5]。因此,如何快速高效地恢复电力系统就是一个值得研究的重要问题。

系统恢复是一个多阶段、多目标、多约束的过程,在恢复过程中,需要调度员和操作员协同合作实现机组的重新启动、骨架网络和负荷的恢复[6,7]。已有不少文献研究了如何实现电力系统快速安全恢复。文献[8-10]研究了黑启动最优方案的生成和评估。文献[11]根据节点收缩后的网络凝聚度定量评价电源和负荷节点的重要性,以最大化网络重构效率为目标,求解模型并得到最优的骨架网络。文献[12]以最大化恢复电力系统的可用发电容量为目标函数优化发电机组的恢复顺序。文献[13]针对黑启动阶段提出了机组恢复成功率的概念,通过提前筛选待恢复机组并应用前K条最短路径算法选择待恢复机组及其相应的恢复路径。文献[14]基于广域测量系统(WAMS)数据对电力系统恢复过程中的负荷恢复问题进行了研究。上述研究给出的方案都是在理论上满足最优,而在实际恢复过程中,由于各部门协调过程繁琐、操作过程中主客观因素影响、 随机故障发生等因素的存在,有可能导致理论上制定的“最优”方案在实施过程中未必能实现,因此需要增强决策人员和操作人员对系统恢复过程的风险意识。

在最近几年中,风险评估概念被逐步应用到电力系统恢复研究之中。文献[15]定义了大停电后机组投运风险的概念,定量评估机组投运次序和投运过程中不确定因素对恢复方案的影响,提出了对不同网架重构方案下的机组投运风险的定量化评估方法。文献[16-17]提出了输电网架恢复方案中线路投运风险的评估指标,比较并分析了若干网架恢复方案的线路投运风险。从上述文献可以看出:风险评估在电力系统恢复中的应用主要体现在对已有的恢复方案进行分析和评估,而并没有应用于指导电力系统恢复方案的生成和制定。

在上述背景下,本文提出了一种考虑线路投运风险的恢复路径优化策略。基于线路投运风险的概念,分别建立了“串行”和“并行”恢复阶段确定最优恢复路径的鲁棒优化模型,调度人员根据愿意承担的风险设定鲁棒控制系数,进而得到最优恢复路径。

1线路投运风险

1.1风险的概念

在最近10多年中,基于风险理论的分析方法已被广泛应用于电力系统规划和运行等领域[18]。电力系统运行风险的定义为:对电力系统面临的不确定因素,给出可能性与严重性的综合量度[19,20]。因此,本文将线路的投运风险定义为:线路投运失败的相对可能性与投运失败后的严重性指标之积[16]。 1.2影响线路投运的因素及投运失败的相对可能性

投运空载线路是电力系统恢复过程的重要操作之一。影响线路投运的主要因素包括:线路长度、电压等级、设备状态对操作成功率的影响、天气、环境、 操作人员等[21]。线路投运过程中,充电线路越长, 电压等级越高,过电压现象就越严重。过电压主要包括工频过电压、谐振过电压和操作过电压。在系统恢复初期由于发电机组少,电源容量有限,等效电路中的电源阻抗较大,因此输电线路的电容效应也更严重,进而可能在线路末端产生更高的工频过电压[22]。当系统阻抗和线路电容在某次谐波频率下发生并联谐振时,在变压器励磁涌流的作用下系统将产生较高的谐波电压,且随着铁芯饱和程度的增大,谐波过电压水平也会进一步上升。在系统恢复初期,通过恢复充电电容较小的线路,可以在相当程度上避免谐振过电压[22]。操作过电压的作用时间短,但若过电压倍数过大,会导致断路器合闸失败, 甚至击穿绝缘设备,延缓电力系统的恢复进程。操作过电压水平与断路器合闸初始相位和三相不同期合闸时间有关,因此也会受到设备状态、操作人员等间接因素的影响。通过综合考虑这些因素,分析并计算线路投运的失败概率不仅计算量大、所需统计数据不完整,而且难以找到一种综合评估方法来准确计算线路失败率。

本文将线路投入后的系统过电压水平作为判断线路能否投运成功的评判准则之一。影响过电压水平的主要因素是线路的充电电容,而恢复线路时的环境、天气状况、运行人员的经验、倒闸操作次数等因素也会影响线路的正常恢复,但要准确模拟这些因素对线路能否投运成功的影响相当困难。本文采用线路恢复时间来反映这些因素对线路能否成功投运的影响。运行人员根据恢复线路所处的环境、线路上设备的状态以及自己的知识和经验,在评估线路能够安全恢复的前提下,向调度中心提交待恢复线路的恢复时间。例如,某条线路处于山区雨雪环境中,其所需恢复时间就一般较长,同时恢复风险也相对较大[23,24]。这样,调度中心主管根据运行人员上报的恢复时间,就可知道相应恢复线路的恢复风险。因此,线路的恢复时间可用于反映线路恢复风险。综上所述,影响线路恢复的因素可集中体现在线路的充电电容和线路的恢复时间这两个方面。

在实际的系统恢复过程中,一般根据操作人员的经验,确定线路恢复所需时间的乐观估计值A、悲观估计值B和最可能估计值M ,且可以认为每条线路恢复所需时间在A和B之间呈贝塔分布[25]。贝塔分布作为一种伯努利分布和二项式分布的共轭先验分布的密度函数,可以通过设定两个形状参数调整其概率分布。这里假设通过贝塔分布函数确定评估的线路恢复时间位于时间区间[A,B]内的概率不小于99%。

综上所述,线路i-j投运失败的相对可能性pij可定义为:

式中:Cij为归算到同一电压等级下的线路i-j的充电电容;tij为恢复线路i-j所需要的时间;C0为系统内线路充电电容之和;tE为所有线路恢复时间的期望之和;α为调节系数,用于反映线路的充电电容和恢复线路所需时间对线路投运失败的影响,α 取0表示线路投运失败的相对可能性取决于线路充电电容,随着α值的增加,线路恢复时间对线路投运失败的相对可能性取值的影响趋于增大,α 的取值可由调度中心的专家根据系统情况凭经验给出;为了统一线路的充电电容和恢复该线路所需时间的量纲, 引入线路充电电容的基准值Cbase和恢复线路所需时间的参考值tbase。

1.3线路风险评估指标

大停电后网架重构的最终目标是尽快启动待恢复机组、投运输电线路,最终形成由机组、负荷和线路构成的稳定骨架网络。目标网架是负荷恢复阶段的基础,因此应具备一定的可靠性和抵御冲击的能力,以保证电力系统安全顺利地恢复。在电网脆弱性方面已有不少研究,这里根据文献[26]提出的系统全局效能E的概念,定义了线路i-j投运失败的严重性指标Dij,以表征线路i-j投运失败后对网架脆弱性的影响。

式中:NL为系统中负荷节点数,SL为负荷节点的集合;NG为系统中发电机节点数,SG为发电机节点的集合;Sp,q为连接节点q和p的路径的集合,Spij,q为当线路i-j无法恢复时连接节点q和p的路径的集合,Spall,q为系统完全恢复时连接节点q和p的路径的集合;εmn为线路m-n的效能,εmn0为电力系统完全恢复时线路m-n的效能,εmn′和εnm′分别为有向线路m→n和有向线路n→m的效能;Bm′和Bn′分别为线路m-n无法恢复时节点m和节点n的介数,Bm和Bn分别为节点m和节点n的介数上限;Bm= βmBm0,Bm0为系统正常运行时节点m的介数,βm为节点m的耐受性系数;Bn=βnBn0,Bn0为系统正常运行时节点n的介数,βn为节点n的耐受性系数;Eall为当系统完全恢复时系统的全局效能,Eij为当线路i-j无法恢复时系统的全局效能。

线路的效能反映了线路两端节点的连接关系和输电能力[26]。式(3)至式(5)通过降低线路效能εmn来模拟由于节点m或节点n的节点介数超过其介数上限而导致与节点m或节点n相连线路传输能力下降的程度;当节点m与节点n的节点介数不高于其介数上限时,其连接线路的传输能力不变,线路效能也保持不变。

由式(6)可以看出:Dij越大,说明线路i-j对网架脆弱性影响越小,反之亦然。

根据风险的概念,线路i-j的投运风险rij可定义为:

采用所定义的线路投运风险的严重性指标来衡量线路无法恢复对最终的恢复网架的影响,结合1.2节所定义的线路投运失败的相对可能性,可以计算各恢复线路的恢复风险。在此基础上,以最小化线路的恢复风险为目标函数建立恢复路径优化模型,从而优化线路的恢复时序。

由于线路恢复时间不确定,这样由式(7)得到的线路的恢复风险也是不确定的。下文采用鲁棒优化算法处理恢复风险的不确定性。

2恢复路径优化策略

2.1鲁棒优化

处理不确定优化问题的方法有随机优化、模糊优化、鲁棒优化等。随机优化和模糊优化分别需要给定不确定参数的概率分布和隶属度函数。鲁棒优化作为解决不确定环境下的优化方法,已得到较为广泛的应用[27]。鲁棒优化是基于对最坏情况的优化,其最优解未必是某一种情景下的最优解,而是在所有情景下都可以接受的解。

当不确定参数仅存在于线性规划模型的线性约束条件系数矩阵A中时,其模型可表示为:

式中:x为决策变量,X为变量x在满足式(9)所表示约束条件下的取值集合;c和b均为常数向量。

式(9)中对应的第g个约束为,其中agh为系数矩阵A的第g行第h列对应的元素,xh为向量x的第h个元素,bg为向量b的第g个元素,v为变量个数。由文献[28]可知,为了使违反约束的概率不大于εg,第g个鲁棒控制系数Γg和εg应满足:

式中:Φ 为标准正态分布的累计分布函数;vg为约束g中所含不确定参数的数量。

将鲁棒优化方法和恢复路径优化模型相结合, 构建恢复路径的鲁棒优化模型;通过调节第g个鲁棒控制系数Γg,以保证违反第g个约束的概率在可接受范围内。

2.2恢复路径鲁棒优化模型

电力系统网络重构阶段的主要任务是优化机组恢复顺序和恢复路径。关于机组恢复顺序的优化策略可详见文献[29]。本文的研究重点在于网架重构过程中的恢复路径优化策略。网架重构阶段的路径恢复问题可按不同时段的特点划分为“串行”恢复阶段和“并行”恢复阶段[30]。“串行”恢复阶段和 “并行”恢复阶段没有明显的划分界限,本文以待恢复机组都获得启动功率为界限,在待恢复机组全部恢复之前采用“串行”恢复策略;在待恢复机组全部恢复之后采用“并行”恢复策略,恢复“串行”阶段未恢复的重要负荷。这种阶段划分并不是固定的,调度人员可以根据实际系统情况对“串行”和“并行”阶段的划分进行适当调整。

下面分别介绍“串行”和“并行”恢复阶段的恢复路径优化模型。

2.2.1 “串行”恢复阶段的路径优化模型

“串行”恢复阶段有2种寻优策略:1全过程寻优;2分段寻优。其中第2种寻优策略更适合解决 “串行”阶段的路径选择问题[30],因此本文在“串行” 恢复阶段采用分段寻优的恢复策略。

在系统恢复初期,可以吸收空载线路的无功功率的负荷数量有限,能否成功投运空载线路是决定电力系统能否安全有效恢复的关键。因此,这里提出以路径恢复风险最小为目标函数的路径恢复模型如下:

式中:L为系统中的线路集合;(i,j)表示由节点i和节点j构成的线路;nBS为黑启动电源或由已恢复区域等效形成的等效电源所在的节点编号;nNBS为目标节点,在“串行”恢复阶段为待恢复机组所在的节点编号;变量xij用于判断线路i-j是否属于源节点nBS至目标节点nNBS的恢复路径,如果是则xij=1,否则xij=0。式(13)中等号左边表示由节点i指向相邻节点的线路条数与由节点i的相邻节点指向节点i的线路条数之差。本文将电力系统的拓扑等效为有向图,因此变量xij和变量xji为不同变量且不能同时为1。

由于线路的操作时间可以用满足一定概率的时间区间进行表示,因此线路i-j的风险可表示为:

式中:r-ij为线路i-j风险的平均值;γijσij为风险评估的误差扰动值;λij用于表征误差的扰动程度;σij为误差的上限值。

将式(14)代入恢复路径优化模型,并将恢复路径优化模型写成上镜图的形式(epigraph form)[31], 由式(15)表示:

式中:F为引入的松弛变量,用于降低求解原模型的复杂度;Γ1也为引入的松弛变量,用于调节模型解的鲁棒性与保守性,进而控制优化解的保守程度,当Γ1为整数时,表示恢复线路中有[Γ1]条线路的恢复风险为不确定值,当Γ1非整数时,表示恢复线路中有[Γ1]+1条线路的恢复风险为不确定值,符号[k]表示不大于k的最小整数;ρ(x,Γ1)表示当待恢复线路中含有[Γ1]条或[Γ1]+1条具有不确定恢复风险的线路时,线路投运风险评估的最大误差值,其中x是由变量xij((i,j)∈L)构成的向量。

式(15)表示的恢复路径优化模型转化为如式(16)表示的优化模型:

式(16)表示的鲁棒优化模型属于线性规划问题。其中,待求解的优化变量为路径决策变量xij、 辅助变量F,以及因对偶变换而引入的辅助变量zij和p1。

将鲁棒优化方法引入由式(12)和式(13)所表示的路径恢复模型中,就构成了式(16)所表示的鲁棒优化模型。调度员可以根据可接受的风险水平合理设定鲁棒控制系数,进而制定路径恢复方案。

采用文献[29]介绍的机组恢复顺序优化策略来优化机组恢复顺序。在确定最优机组恢复顺序后, 第1次调用2.2.1节“串行”恢复阶段的路径优化模型,得到最优机组恢复顺序中排在首位的待恢复机组的最优路径。之后,再利用文献[29]中的机组恢复顺序优化策略,对其他待恢复机组的恢复顺序重新进行优化,再次调用2.2.1节“串行”恢复阶段的路径优化模型,得到最优机组恢复顺序排在首位的待恢复机组的最优路径。依次类推,直到所有机组的最优恢复路径被确定为止。当恢复机组G时,在2.2.1节“串行”恢复阶段的路径优化模型中,其变量是恢复机组G的恢复路径。在完成模型求解后, 则可根据优化变量的解,按照黑启动机组节点向待恢复机组节点的方向,依次恢复线路。由此可看出在本文所提出的方法中,机组恢复顺序和恢复路径优化是相互协调配合的。

2.2.2 “并行”恢复阶段的路径优化模型

随着已恢复机组的增多,系统的频率和电压调节能力逐渐增强,此时系统已经具备了同时向不同目标节点供电的能力。本文中以系统待恢复机组全部得到启动功率作为“并行”恢复阶段的开始。更新电力系统拓扑结构,将已恢复区域等效为一个新的黑启动电源节点,并在新拓扑结构基础上,建立如式(17)所示的“并行”恢复阶段的路径恢复原模型:

式中:目标节点nload为“并行”阶段待恢复负荷所在的节点;s为待恢复负荷的个数;变量uij用于表征同时恢复不同目标节点时,经过线路i-j的次数。

式(17)中第3个式子给出了变量uij和xij之间的关系,将其线性化,并根据2.2.1节中提出的方法,将式(17)所示的“并行”恢复阶段恢复模型转化为如式(18)所示的优化模型:

其中,待求解的优化变量为路径决策变量xij,引入的辅助变量为F′,zij′和p2。

2.3求解方法和步骤

对于恢复路径优化模型,可以采用粒子群等进化算法进行求解,然而此类进化算法具有耗时长、对初始粒子的选择有一定依赖性的缺点。本文通过引入辅助变量,将2.2节介绍的“串行”和“并行”阶段的恢复路径优化模型最终都转换为线性规划问题, 并采用CPLEX求解器求解。

综上所述,基于线路投运风险的线路恢复策略的流程图见附录A图A1,其求解步骤具体如下。

步骤1:输入电力系统拓扑结构,评估待恢复线路的恢复时间,计算线路投运失败的相对可能性。

步骤2:计算各恢复线路投运失败的严重性指标。

步骤3:计算各恢复线路投运风险的平均值和最大误差值。

步骤4:优化机组恢复顺序,输入黑启动电源节点和待恢复机组节点,求解式(16)所示的“串行”恢复阶段的路径优化模型。

步骤5:将已恢复线路和节点合并为等效电源点,更新电力系统拓扑结构,返回步骤3,直至所有的待恢复机组都已恢复为止。

步骤6:更新电力系统拓扑结构,求解式(18)所示的“并行”恢复阶段的路径优化模型。

3算例分析

以附录B图B1所示的新英格兰10机39节点系统为例来说明所提出的方法。 线路参数见附录B表B1,机组参数见附录B表B2。假设节点33为黑启动机组所在的节点,待恢复机组的最优恢复顺序为节点34,30,37,36,35,32,38,31,39。线路充电电容的基准值Cbase取为1(标幺值),恢复线路所需时间的参考值取为5 min。给定调节系数α 值为1。线路投运的相对可能性和风险的平均值及最大误差值见附录C表C1。

首先恢复节点34的发电机,由于节点33至节点34的恢复路径仅为一条,因此最优恢复线路为33-19-20-34。下面重点介绍机组30的恢复路径优化过程。在恢复机组30前,将已恢复区域合并为一个等效电源点。合并后形成的9机36节点系统拓扑见附录C图C1。表1所示为恢复机组30时的不同鲁棒控制系数对应的优化结果。当恢复机组30时鲁棒控制系数Γ1=0,即不考虑线路恢复评估的误差值时目标值最小,同时违反约束的概率也最大。 随着Γ1的增大,违反约束的概率逐渐减少,目标值逐渐增加。Γ1的变化也会导致最优解的改变,当Γ1≥1.813时,最优恢复路径发生改变;当Γ1≥7时, 目标值不再发生变化,这是因为变量xij不再随Γ1变化,此时随Γ1变化的是辅助变量zij。在实际的恢复过程中,可根据调度员愿意承担的风险来设定相应的鲁棒控制系数。

由表1可以看出:当鲁棒控制系数取不同值时, 最优恢复路径仅有两条。这与线路参数有关,即在不同的鲁棒控制系数下,除了路径1(19-16-17-18-3- 2-30)和路径2(19-16-17-27-26-25-2-30)外的其他路径的风险都大于路径1和路径2中具有较小恢复风险的路径。

附录C表C2给出了恢复机组30时部分可行线路在不同鲁棒控制系数条件下的恢复风险。由表1还可以看出:当鲁棒控制系数不大于1.812时, 其违反约束概率不小于46.511%,在这种情况下, 最优恢复路径为路径1;当鲁棒控制系数不小于1. 813时,其违反约束概率不大于46.507%,且随着鲁棒控制系数的增大,违反约束概率逐渐减小,在这种情况下,最优恢复路径为路径2。因此,违反约束概率的分界值为46.511%和46.507%之间的某个值。 调度员可以参考表1中两种优化结果对应的违反约束概率的分界值,确定最终的恢复路径。如果调度员能接受的违反约束概率大于该分界值,则选择路径1为恢复路径,否则就选择路径2。算例给出的最终优化方案是在给定违反约束概率小于10% 的情形下求得的。因此,本文在恢复机组30时,选择路径2作为机组30的恢复路径。

不同的Γ1取值有可能导致不同的恢复路径,进而影响后续其他机组的恢复路径优化结果。在每次调用“串行”恢复阶段的路径优化模型时,都需要设定鲁棒控制系数,对节点30恢复时确定的鲁棒控制系数在恢复下一台机组时就未必适用。表2给出了各机组恢复过程中违反约束的概率小于10%时的优化结果。从表2可以看出,恢复不同机组时鲁棒控制系数不同。“串行”恢复阶段的恢复结果见附录C图C2。

待恢复机组都获得启动功率后,则进入到“并行”恢复阶段。此时,待恢复的节点为3,4,7,8,12, 18,21,28。调用“并行”恢复阶段的路径优化模型, 由于系统具备了一定的调压调频能力,因此这里取鲁棒控制系数Γ1′=0,得到最终的恢复结果如图1所示。

在图1中,“串行”恢复阶段所恢复的线路和节点用红色表示,在“并行”恢复阶段所恢复的线路和节点用蓝色表示,其中编号为z的线路表示恢复第z个机组的恢复路径。

本文提出的模型将电力系统恢复的实现过程分为“串行”阶段和“并行”阶段。从最终得到的恢复结果可以看出:在“串行”恢复阶段,以最大化系统的可用容量为目标优化发电机组的恢复顺序;在此阶段, 系统可用功率有限以及频率和电压调节能力不足, 因此操作人员应设定合理的鲁棒控制系数,以最小化线路投运风险,实现机组一个一个接力式的恢复。 而在“并行”恢复阶段,系统网架基本形成,具备了同时向多个目标节点送电的能力。

本文方法可以实现对风险及其违约概率的量化,这对调度员具有重要参考价值。以恢复机组30为例,表1给出了不同鲁棒控制系数下的最优恢复路径的恢复风险和违反约束概率,附录C表C2给出了不同鲁棒控制系数下可行线路的恢复风险。从表1可以看出,恢复机组30时两种优化结果对应的违反约束概率的分界值和风险的分界值,调度员可以通过比较其所能接受的违约概率(或风险)与相应的分界值,来选择最优的恢复路径。本文假设调度员以各机组恢复过程中违反约束的概率小于10% 为原则优化恢复路径。当然,调度员也可以根据量化的风险值,选择最终的恢复路径。

为说明本文提出方法的有效性,以优化机组30的恢复路径为例,将本文方法与粒子群优化方法进行比较。粒子群优化方法的参数见附录D表D1。 算法运行环境如下:处理器为英特尔? 酷睿TMi5- 3570K、内存为8GB的台式电脑。本文方法与粒子群优化方法的比较结果如表3所示。

由表3可以看出:1使用粒子群优化方法也求得了全局最优解,但采用这种方法无法直接判断所求得的解是否全局最优,而本文将恢复路径优化模型最终都转换为线性规划问题后可求得解析解; 2本文方法的计算速度明显快于粒子群优化方法, 这对大停电后快速制定恢复方案非常重要。

4结语

在电力系统恢复过程的网架恢复阶段,主要任务是恢复供电线路,且在投入恢复线路时需要考虑投运风险。在此背景下,本文构建了计及线路投运风险的确定最优恢复路径的鲁棒优化模型,并采用IBM公司开发的高效商业求解器CPLEX 12.2求解。针对不同的恢复时段,采用所建立的相应优化模型可得到“串行”和“并行”两种恢复策略,且调度员可以根据可接受的风险水平合理设定鲁棒控制系数,进而制定不同的恢复方案。算例结果表明所构造的数学模型可行且采用的求解方法有效。本文提出的方法主要有下述优点:1由于所构造的模型是线性规划模型,因此模型求解效率高,且在数学上能够保证全局最优解;2具有较强的灵活性,通过调节鲁棒控制参数可以得到不同风险条件下的最优恢复路径;3优化结果鲁棒性较强,即最优恢复方案对不确定因素不敏感。

本文方法需要调度员根据愿意承担的风险来设定相应的鲁棒控制系数,如何自动确定鲁棒控制系数有待进一步研究。下一步的研究工作重点是在考虑线路、机组投运风险的前提下优化机组投运顺序, 以安全快速地恢复电力系统。

附录见本刊网络版(http://www.aeps-info. com/aeps/ch/index.aspx)。

摘要：投运空载线路是大停电后网架重构方案的主要步骤之一。线路能否投运成功直接影响整个恢复过程的进程和效率。在此背景下,发展了计及线路投运风险的恢复路径优化模型。首先分析了影响线路投运的因素,主要包括线路的充电电容和恢复时间,进而定义了线路投运失败的相对可能性。然后,基于线路投运失败的严重性指标,定义了线路的投运风险。考虑到线路恢复时间的不确定性会导致线路投运风险的不确定性,为此建立了分别适用于“串行”和“并行”恢复阶段、以线路投运风险之和最小为目标的鲁棒优化模型,以确定最优恢复路径。采用高效商业求解器CPLEX求解所发展的鲁棒优化模型。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所发展的模型和方法的基本特征。