線路故障指示器發(fā)展史

1、線路故障指示器發(fā)展史北京拓山電力科技有限公司配電網(wǎng)線路故障指示器的發(fā)展史，主要可以分為兩個(gè)階段，第一代就是90年代之前基于 “過流法”設(shè)計(jì)的短路故障指示器，第二代就是90年代出現(xiàn)的基于”電流突變法”。有的廠 家采用“電流跳變率法”（電路突變量與突變時(shí)間的比值），其實(shí)質(zhì)采用的也是”電流突變法” 設(shè)計(jì)的。雖然最近幾年出現(xiàn)了所謂的“二合一”故障指示器即接地短路故障指示器，但這些 產(chǎn)品的檢測(cè)技術(shù)仍然是第二代設(shè)計(jì)技術(shù)。第二代故障指示器的短路故障檢測(cè)原理在一定程度上突破了第一代產(chǎn)品采用“過流法” 的局限性，目前幾乎所有故障指示器的短路故障檢測(cè)原理都是采用”電流突變法”。這個(gè)原 理的核心就是通過檢測(cè)到輸配電

2、線路的電流出現(xiàn)一個(gè)突變?cè)隽?，線路跳閘停電（電流為零） 從而判定為線路短路故障的發(fā)生，這個(gè)突變?cè)隽渴且粋€(gè)常量或者在一定范圍內(nèi)是一個(gè)常量。 這一短路故障檢測(cè)方法雖然從一定程度上解決了過流法存在的誤報(bào)警、漏報(bào)警的局限性，但 解決得不徹底，因?yàn)椴煌Y(jié)構(gòu)的線路、同一線路不同的運(yùn)行管理方式、不同的地理環(huán)境、甚 全不同的運(yùn)行時(shí)刻都會(huì)導(dǎo)致短路故障電流突變?cè)隽康牟煌?，因此以一個(gè)常數(shù)化的電流突變量 作為短路故障判斷依據(jù)顯然存在局限性，不可避免會(huì)出現(xiàn)誤判或漏判。而且，第二代故障指 示器判斷線路跳閘停電的主要依據(jù)是線路電流為“零”，姑且不說故障指示器在電流信號(hào)檢 測(cè)方面的靈敏度（目前大多數(shù)第二代故障指示器的電流檢測(cè)靈

3、敏度在5A以上），僅將線路電 流為“零”作為跳閘停電的判據(jù)是不充分的，因?yàn)樵S多負(fù)載輕的線路即使沒有停電而當(dāng)負(fù)載 退出運(yùn)行時(shí)，線路電流卻已經(jīng)為零或很小，因此線路電流為零并不能必然得出跳閘停電的結(jié) 論，只有線路電壓為零才能作為跳閘停電的充分必要條件，因此第二代故障指示器在判斷線 路跳閘停電時(shí)采用的方法存在先天不足，無法準(zhǔn)確判斷線路跳閘停電的現(xiàn)象，因此也就無法 準(zhǔn)確判斷短路故障。另一方面，第一代和第二代故障因?yàn)樾枰鶕?jù)不同線路或同一線路的不 同位置需要分別整定電流值或電流突變?cè)隽恐担灰子谝?guī)?；a(chǎn)，現(xiàn)在普遍的做法就是自 行確定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值或者根據(jù)客戶提出的特別需求來進(jìn)行生產(chǎn)，這反過來又嚴(yán)重影響了故障

4、檢 測(cè)的可靠性。這幾年國內(nèi)出現(xiàn)了所謂的二合一故障指示器，就是在第二代短路故障指示器基礎(chǔ)上增加 了中性點(diǎn)非接地系統(tǒng)單相接地故障的檢測(cè)功能，即同時(shí)具備短路故障檢測(cè)、接地故障檢測(cè)功 能的故障指示器，這些故障指示器檢測(cè)接地故障的原理比較有代表性的有兩類，第一類以暫 態(tài)量大小為接地故障的主要依據(jù)（即暫態(tài)量法），另一類以線路電容電流信號(hào)與線路接地故障 時(shí)的電壓首半波信號(hào)相位一致作為接地故障的主要依據(jù)（即首半波法）。對(duì)于暫態(tài)量法，由于 線路負(fù)荷性質(zhì)各種各樣，各種高頻信號(hào)極容易干擾暫態(tài)量信號(hào)的檢測(cè)；對(duì)于首半波法，這個(gè) 原理基于接地故障發(fā)生在電壓峰值，這個(gè)依據(jù)是不充分的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)接地故障并不發(fā)生在 電壓峰值，

5、甚至?xí)l(fā)生在電壓過零點(diǎn)，因此首半波法無法準(zhǔn)確檢測(cè)接地故障。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電網(wǎng)改造、新網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，線路運(yùn)行 管理方式、負(fù)載、環(huán)境千變?nèi)f化，第一代、第二代故障指示器的故障檢測(cè)技術(shù)已無法適應(yīng)電 網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，顯然也越來越無法適應(yīng)用戶對(duì)供電可靠性的需求，因此一種不受線路結(jié)構(gòu)、 運(yùn)行管理方式、地理環(huán)境、負(fù)載變化、甚至運(yùn)行時(shí)刻影響的新一代故障指示器成為廣大供用 電客戶的迫切需求，這就是第三代故障指示器智能故障指示器。智能故障指示器突破了第一代和第二代故障指示器在故障檢測(cè)方面的局限性。在短路故 障檢測(cè)方面，將微機(jī)保護(hù)原理引入故障指示器的設(shè)計(jì)技術(shù)中，采用檢測(cè)電流變比率If/Io（

6、故 障電流與負(fù)荷電流的比值）突變值的方法并結(jié)合線路跳閘停電來檢測(cè)短路故障，這個(gè)變比率 突變值按照故障指示器內(nèi)置的曲線算法并根據(jù)負(fù)荷電流的大小自動(dòng)動(dòng)態(tài)整定，克服了”電流 突變法”采用的電流突變值靜態(tài)固定不變的缺陷，因此不受線路結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理方式、地理 環(huán)境、甚至運(yùn)行時(shí)刻的影響，從根本上克服了目前市場(chǎng)上基于過流法或”電流突變法”設(shè)計(jì) 原理的故障指示器存在的誤報(bào)警或漏報(bào)警的缺陷，因此短路故障檢測(cè)準(zhǔn)確可靠。相對(duì)于第二代故障指示器來講，智能故障指示器對(duì)線路跳閘停電的判斷依據(jù)也做了徹底 的改進(jìn)，將線路電壓為零作為跳閘停電的主要依據(jù)，因?yàn)榫€路電壓為零是線路跳閘停電的充 分必要條件，這是相對(duì)于第二代故障指示器

7、的另一個(gè)重要發(fā)明。在中性點(diǎn)非接地系統(tǒng)單相接地故障檢測(cè)方面，智能故障指示器發(fā)明了暫態(tài)量突變法。這 個(gè)方法主要是利用線路接地故障發(fā)生瞬間線路暫態(tài)量各信號(hào)頻率分量（300Hz4000Hz的信 號(hào)分量）均方根值發(fā)生突變這一特征，檢測(cè)這些信號(hào)的均方根值的突變?cè)隽?，并將這個(gè)突變 增量結(jié)合線路電壓（對(duì)地電壓）下降的現(xiàn)象作為檢測(cè)接地故障的主要依據(jù)。因?yàn)榻拥厮查g的 突變量，不受線路存在的各高頻干擾信號(hào)以及線路勵(lì)磁涌流影響，易于可靠檢測(cè)，因此采用 這個(gè)方法克服了目前市場(chǎng)上以暫態(tài)量大小為判據(jù)的接地故障檢測(cè)方法的局限性，也克服了首 半波法的不準(zhǔn)確性，抗干擾能力強(qiáng)，故障檢測(cè)準(zhǔn)確可靠。智能故障指示器采用的故障檢測(cè)技術(shù)，是對(duì)目前第二代故障指示器技術(shù)質(zhì)的飛躍。可根 據(jù)各種實(shí)際線路自動(dòng)動(dòng)態(tài)整定故障特征值，不受線路結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理方式、地理環(huán)境、負(fù)載 變