配網中自動故障定位系統分析

（國網四川省電力公司樂山供電公司，四川 樂山 614000）

配網中自動故障定位系統分析

王 鋼 楊 玲

（國網四川省電力公司樂山供電公司，四川 樂山 614000）

配網是從輸電網或地區發電廠接受電能，通過配電設施就地分配或按電壓逐級分配給各類用戶的電力網。配網的發展過程切實影響到電力在分配過程中能否正常的分配到戶，對用戶的生產生活起到推動作用。自動故障定位系統對配網過程中產生的問題進行迅速反應，提升了檢修的效率，推動了配網的發展。本文對配網過程中產生的問題，以及自動故障定位系統在配網過程中起到的作用及發展進行闡述。

配網中的問題，自動故障定位系統，發展的注意事項

配網尤其是農村配網存在路徑長、交通不便以及用戶分散等特點，加之外力條件、設備優劣等因素的影響，容易導致線路跳閘、單相接地故障等問題，可能會造成非常嚴重的經濟損失，因此加強對自動故障定位系統的研究，具有非常重大的現實意義。

一、配網中經常存在的問題

配電系統本身由于分支線的過多與分支的復雜，一般發生短路故障等問題時，就要進行大量復雜的檢修過程，占用大量的人力物力及財力。即使是發生最平常的出口斷路器跳閘，即使在主要干線上用開關分段進行檢修時，也只能隔離有限的幾段傳統的故障查找都需要人工現場查找，自動化水平低，利用人力對故障進行排查這一過程，對人工的技術素質要求極高，不僅花費的時間，物力都特別的高，而且很有可能因為人工的誤操作導致二次故障，增加了操作的過程，檢修的過程。

二、配網中自動故障定位系統的工作原理

我們在線路分支處的分支線上安裝故障探頭，當線路出現短路故障時，故障探頭就能及時的檢測到短路的故障電流，通過短距離無線收發系統，將動作信號發送給安裝在附近的線路分支處的無線收發子站。接著無線收發子站可以接到分別安裝在兩個分支線路上的故障探頭發送過來的動作信息。無線接收及發射子站在收到動作信息以后，將動作分支的故障探頭的地址信息通過遠距離無線通信系統發回到控制中心。在無線接收主站接收到子站發來的信息后，經過進行相應的解調、解碼，就地可以把地址信息顯示出來，同時將地址信息發送給監控中心的計算機系統。監控中心在接收到這些動作信息后，對信息進行計算機分析，將得出的結果與地理信息系統相結合，可以直接顯示出故障點地理位置信息，并在地理背景上顯示出來，同時還可通過打印機將地理位置信息打印出來。運行維修人員在收到這些信息后，便可以迅速到達故障地點，對故障進行及時的排除與維修。

圖1

故障定位系統可以自動根據故障電流的產生位置，通過安裝好的故障探頭第一時間將問題進行反應，然后將錯誤電流信號發送給控制中心，由控制中心進行分析，最后得出結論，然后對問題電流產生的故障點進行定位分析，并將分析的結果與地理信息進行相結合，真正使檢修人員從地理信息上準確找到故障產生的具體位置。在故障信息進行反饋的時候，控制中心對故障進行分析的過程中，可以使檢修人員提前知道故障產生的類型，使得檢修人員在到場之前得知故障類型做好預先準備，使整個檢修過程最大化的增加效率，減少了平常不必要的設備的運用。

三、配網中自動故障定位系統的優勢

本文介紹一種基于故障指示器技術、信息處理及數據處理及轉發技術和用戶監控信息技術的配電線路故障定位系統。它能大大提高配電網故障巡查、事故處理速度；一旦發生配電線路故障；系統能快速準備的判斷出故障類型和地點，提高故障的處理效率，減少停電時間。我國城鄉大多數10kV配電網絡還是采用單輻射樹狀方式供電，供電可靠性比較差。由于配電網中線路具有數量多、長度大、分支較多的特點，造成線路故障頻發，變電站饋線保護動作，開關跳閘，中斷供電。在線路發生故障后，故障的查找仍然靠人工，費時費力，查找故障點的工作量較大，盲目查線，而且會造成線路停電時間過長，給用戶造成一定的損失。不符合現代對供電質量、效率的要求。故障點的及時發現、快速消除故障、盡快恢復供電顯得尤為重要。

故障定位系統由信號檢測終端（故障指示器）、信號傳輸終端（通信終端）、信號接收終端（前置機）和監控中心（主站）構成。

故障指示器掛裝于架空線路上，主要由檢測電路、分析算法電路、觸發電路、無線傳輸電路模塊、電源電路等構成。作用是將檢測到的送電、停電、接地、短路信號通過短距離無線射頻模塊傳輸到架空通信終端。故障指示器三只為一組。利用專用安裝工具，可直接帶電安裝和拆卸。自動故障定位系統的運用，可以通過開發相關的監控及網絡應用技術，可以自動、高效對短路故障點檢測并進行定位，解決了配電線路故障，提高了供電可靠性。系統在相間短路、單相接地短路故障檢測和定位時共用一系統應用比較方便。

首先我們要保證故障探頭的正常運作，故障發生的第一時間是觸發故障探頭，故障探頭對故障信息進行發送，所以故障探頭的正常使用是發現故障以及自動定位系統正常運作的第一部分，當系統的正常運行結構發生變化時，例如負荷變大的時候，故障探頭會產生誤判斷，誤操作，或者是對故障產生信號不正確操作，這就要求我們在故障探頭方面進行正確的維護與保養，在產生高負荷的情況下對故障探頭進行適當的保護，使其能夠正常運行。自動故障定位系統的使用過程中，發射子站的安裝使用過程中，我們可以考慮在將發射子站的元件安裝在一個密封的容器里，并安裝一個擁有太陽能電池板，這樣在晴天白天可以通過太陽能電池板對蓄電池進行供電。另外我們要注意蓄電池的電量充足狀態，雖然蓄電池在充足電的情況下，可以維持子站工作相當長的一段時間。但是也要及時的了解蓄電池的電力狀況，使其擁有足夠電源能夠正常工作。故障指示器正常情況下處于休眠狀態，當線路狀態發生變化時，通過故障檢測電路檢測到送電，停電，短路和接地信息時觸發電路將單片機喚醒，單片機被喚醒后采集狀態數據信息進行處理，確定為線路狀態發生變化后，啟動無線射頻發射模塊，頻率調制器將信息以數據包的形式安全準確的發送出去，信號傳輸終端的無線射頻收發模塊的帶解調的接收器將收到數據進行解調后返回一個“收到”信號，故障指示器接收到這個信號后，恢復到休眠狀態。故障指示器正常情況下處于休眠狀態，當線路狀態發生變化時，通過故障檢測電路檢測到送電，停電，短路和接地信息時觸發電路將單片機喚醒，單片機被喚醒后采集狀態數據信息進行處理，確定為線路狀態發生變化后，啟動無線射頻發射模塊，頻率調制器將信息以數據包的形式安全準確的發送出去，信號傳輸終端的無線射頻收發模塊的帶解調的接收器將收到數據進行解調后返回一個“收到”信號，故障指示器接收到這個信號后，恢復到休眠狀態。

其次，通信終端主要由單片機系統、GPRS或GSM模塊、無線射頻通訊模塊和太陽能供電裝置構成。該裝置安裝于距通訊故障指示器小于100米的電桿上，直接利用抱箍固定。作用是接收故障指示器發送過來的信號，并通過GPRS或GSM將信息發送到工作主站。

每臺信號架空通信終端在100米范圍內可以配套多組通訊故障指示器。 架空終端采用太陽能供電模式。在晴朗的白天。太陽能電池板為其提供充足電量，同時對蓄電池充電。在夜晚和陰天時，信號傳輸終端是由蓄電池進行供電。選用的433M無線射頻通訊模塊同時具有收發功能。它是由一個完全集成的頻率調制器，一個帶解調的接收器，一個晶體振蕩器和一個調節器組成。前置機及主站構成的接受及后臺處理單元，使用方面易學易懂不需要維護，主站可存儲10年以上的故障信息支持數據導出及查詢功能。短路檢測原理：配電線路發生相間短路時，相當于兩個電源直接短接，變電站和故障點直接的回路上會流過很大的電流，同時變電所的繼電保護裝置會按照實現設定的規則啟動保護，使得線路跳閘斷電。

圖2

四、配網中自動故障定位的案例分析

2011年6月19日，10kV棉*線，#84桿開關跳閘，大風導致邊線5米外的高干樹木歪倒，碰觸到了導線，導致單相接地開關跳閘；故障發生后2分鐘，收到故障定位主站發來故障信息“**供電所 棉*線主干84#桿A相斷電B相斷電C相接地”巡線員半個小時內趕到現場拉開84桿斷路器送電成功，故障點確定在84桿至末端之間大大縮短了停電范圍及整條線的停電時間，因后端線路也較復雜且未安裝指示器至16時整條線路恢復供電。

上述案列中的配網故障問題之所以能夠在短時間內有效的解決，主要是因為自動故障定位系統的建立，使得故障發生時，系統準確地顯示線路故障的位置，縮短了檢修人員對故障修復的時間，節省了大量的人力物力。故障產生時，系統對故障地點進行定位，在時間上大大縮短了檢查到故障發生地點的時間。自動故障定位系統擁有許多方面的好處，不僅提高了故障檢修的時間，提高了故障檢修維護的效率，也減少了故障檢修等過程中的開支，使得電力供應更加可靠。但是基于自動故障定位系統的配網過程中需要更為注意自動故障系統的安全及自動故障定位系統的正常運作。

結論

配網中自動故障定位系統使得故障發現、修復的環節優化，使得故障修復速度提升，降低了故障檢修的開銷，也使得電力正常供應更為可靠。自動故障定位系統不僅提高了經濟效益，也增加了社會效益，使得電力供應更為可靠穩定。

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[2]李光琦.電力系統哲態分析[J].水利電力出版社，2006.

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