線路故障定位系統應用

摘要：漯河供電公司為快速準確的選定故障線路，引進了一種先進的線路故障定位系統，將有助于提高電氣設備的使用壽命和配電網絡的供電可靠性，大大減少停電維修的時間，從而確保了電網的設備安全和對用戶的可靠供電。

關鍵詞：線路故障 定位系統 可靠供電

0 引言

電力線路故障造成停電給電力公司和用戶帶來直接或間接的經濟損失，給人民群眾的生產、生活帶來諸多不便，關系到電力公司和用戶的切身經濟利益。漯河供電公司為快速準確的選定故障線路，減少停電維修的時間，引進了一種先進的線路故障定位系統，該系統主要基于故障指示器技術，能夠自動高效的檢測及定位故障點（區段），主要用于配電系統各種故障點的檢測和定位，包括相間短路和單相接地故障。

1 工作原理

線路故障定位系統包括：短路接地二合一的故障指示器、數據轉發站、監控主站。當需要將現場故障信息送回監控中心時，通過引入通信技術和計算機技術，系統可以對現場故障信息的進行收集、解析、拓撲、告警，以及管理等處理工作，從而實現對線路故障信息的實時監控。

2 主要功能

2.1 故障指示器FD

在線路發生故障時，故障通路或分支上的FD在故障后將被觸發，翻牌給出紅色顯示，同時進行LED超高亮顯示，夜間可視范圍超過300米。

2.1.1 相間短路故障檢測

由于短路故障時會有大的電流突變，因此短路故障的檢測相對比較簡單，一般按照過流定值（繼電保護）的方法來實現，從目前來看，這種方法也比較可靠，但使用起來不太方便，主要是不同的線路往往需要設不同的保護定值，保護定值需要保護班的人員進行計算，對運行人員的素質要求較高，而且每年要進行校對試驗，給使用增添了很多麻煩，常常導致設備在現場無法正常檢測到故障。

目前比較好的檢測短路故障的方法是采用自適應算法，該方法通過電磁感應方法測量線路中的負荷電流并根據負荷電流計算出當時的過流定值，當電流超過該過流定值時，指示器給出報警信息。因而它是一種適應負荷電流變化，只與故障時短路電流分量有關的故障檢測方法，不需要設定過流定值，對于任何線路均可以自動適應。它的判據比較全面，可以大大減少誤動作的可能性。

2.1.2 單相接地故障檢測

系統采用的是首半波法，即采樣接地瞬間的電容電流首半波與電壓波形，比較其相位，當電容電流首半波與接地瞬間的電壓同相，同時導線對地電壓降低，則判斷線路發生接地。并對其進行了兩點改進：采用小波變換提取接地脈沖，消除環境溫度對濾波電路的影響，使其更可靠，而且靈敏度更高；采用負荷電流方向自動跟蹤算法，使得邏輯判斷可以根據不同的負荷電流方向采用相應的邏輯判斷，從而使其可以在環網供電中使用

2.2 數據轉發站

數據轉發站一般安裝在線路分支點處，它能接收三個分支共9個FD的編碼信息，它與FD的關系是1只對9只為一組，收到的動作信息通過處理后，經過地址編碼和時序控制，通過GSM通信裝置發送給GSM/GPRS中心站。數據轉發站封閉在一個聚碳酸酯的密封盒內，利用卡線結構直接卡在10kV線路上，可以帶電拆裝。它從線路上取能，內部有高能鋰電池作為后備電池，供系統和GSM使用。

2.3 GSM/GPRS中心站

GSM/GPRS中心站主要是通過GSM通信裝置接收數據轉發站發送的信息，然后解碼，并對數據進行處理，最后將數據送往主站進行顯示。

2.4 故障定位系統軟件

主站系統整體框架基于IEC61968的企業服務總線，主要系統設計及系統間的數據交換的語義與語法遵循CIM，企業服務總線架構基于SOA。

主站系統主要由硬件層、操作系統層、支撐平臺層和應用層共四個層次構成。其中，硬件層包括UNIX 服務器以及工作站、PC工作站、網絡交換機、GPS時鐘對時器等在內的各種硬件設備，操作系統層包括UNIX和WINDOWS操作系統，其他一般瀏覽用戶及報表工作站為WINDOWS操作系統。配電主站硬件將采用標準化的通用設備，具有良好的開放性和可替代性，符合安全性、可靠性原則。服務器、交換機等關鍵節點采用冗余配置。

集電網邏輯圖和MIS（管理信息系統）于一體，可用來實時監測配電網絡狀態和故障，并自動確定故障位置，便于電路的維護和事故搶修，便于設施信息的錄入、查詢和統計。

3 功能要求

3.1 故障指示器功能要求

故障指示器為短路接地二合一故障指示器；

適合10kV裸導線與絕緣線路；

故障指示由翻牌指示結合LED超高亮顯示，夜間可視范圍達到300m以上；

指示器免維護，殼體抗污穢等級高，能長時間保持殼體透明度；

為保證指示器適合絕緣線路，指示器自身電源采用鋰電池，不取用系統電源；

選用以智能型單片機為核心、采用現代信號處理技術進行故障識別的智能型故障指示器，對安裝方向沒有要求；

架空型故障指示器應能帶電安裝和拆卸。

3.2 數據轉發站的要求

可以接收故障指示器或者無線接力站發送的無線信息，判斷出故障類型等信息；

利用GSM短消息方式向監控中心轉發故障信息；

可以直接安裝在線路上，防止設備被盜；

后備電池采用可靠性更高的鋰電池，不能采用鉛酸類蓄電池；

后備電池可方便的更換；

3.3 監控主站軟件功能的要求

可以顯示線路及故障指示器安裝位置的邏輯接線圖；

可以接收現場指示器動作情況并在屏幕上直觀顯示；

能夠根據指示器動作情況進行網絡拓撲，自動計算出故障區段；

能夠將故障內容存盤，備查；

能夠將故障信息以短消息的方式轉發給相應的運行人員；

3.4 主站系統功能要求

解析現場發送的故障信息；

故障實時監控、拓撲與故障推屏；

故障歷史查詢、故障重現；

故障記錄備份導出；

故障通知人員管理；

多級權限管理，保證系統安全；

繪制線路網絡結構圖；

4 故障指示儀安裝

4.1 10kV故障指示器安裝示意圖

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4.2 故障指示器安裝步驟

先準備好故障指示器安裝工具、起簧器、拉閘桿（3~4節）；

安裝指示器時，要求安裝在負荷側，A1B1C1安裝在主線負荷側，A2B2C2安裝在分支負荷側。

5 結束語

相信隨著該套線路故障定位系統應用，將會快速準確的選定故障線路，大大減少停電維修的時間，從而確保了電網的設備安全和對用戶的可靠供電，也給本企業帶來相當的經濟效益和社會效益。