故障診斷與監控技術在10kV配網上的應用

張發忠

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，10kV配網工程越來越多，其覆蓋面積也越來越廣，這給配網的運行管理帶來了一定的難度；同時，由于配網具有分布廣、線路長、沿途地形復雜等特點，也對配網線路的監控管理形成了巨大的挑戰。在配網運行過程中，經常會出現多種運行故障，對配網運行的安全性、可靠性帶來一定的影響，因此，對線路的有效監控手段就顯得極其重要。文章主要通過對故障診斷與監控系統的組成原理和功能進行分析，介紹了故障診斷與監控技術在10kV配網上的應用。

關鍵詞：故障診斷；監控技術；10kV配網

前言

隨著社會經濟的不斷發展，用電用戶的數量不斷增加，用戶對用電的安全性、可靠性也提出了更高的要求；同時，隨著配網工程的大范圍開展，配網的覆蓋面已經逐步延伸到偏遠的山區、農村位置，這些地形復雜的區域勢必會對配網的正常運行帶來一定的干擾；而且，這些區域的配網檢測、維修極為不便，如果發生線路故障未能及時鎖定故障點，或因為維修不及時延誤了復電時間的話，不僅對供電企業造成極大的經濟損失，還對用戶用電的穩定性帶來一定的影響，甚至引發電力安全事故[1]。因此，加強對配網運行的故障診斷以及監控技術的投入，通過可靠、準確、高效的故障診斷與監控技術的應用，全面提高配網運行的安全性、可靠性，就成為當務之急。

1 10kV配網故障分析

10kV配網線路具有分布廣、線路長、沿途地形復雜等特點，因此，對配網的實時監控存在諸多難點。當配網線路發生故障時，很難及時確定故障源頭，定位故障點；而在排查故障以及維修的過程中，相應線路也會長時間、大面積的停電，可能造成極大的經濟損失和安全事故。

通過對10kV配網故障的分析，發現主要發生的故障有兩相短路、三相短路、單相接地短路、兩相接地短路等故障。在線路發生斷線故障的情況下，尚不會對電路上的設備造成損壞；但在線路發生短路故障的情況下，線路上的額定電流會超出標準額定電流的幾倍、幾十倍，甚至幾百倍，極易造成線路上設備燒毀的現象。如果工作人員能夠及時發現故障，就可以立即采取相應的解決措施，將故障隔離開來，并將損失降到最低。但在實際的配網運行中，一些架空線路會被建筑物或植物遮擋，造成工作人員排查困難，尤其是埋入地下的線路極難排查，因此，工作人員在排查線路故障時會消耗大量的時間、精力，對配網的安全、穩定運行帶來極大的影響。

2 故障診斷與監控技術在10kV配網中的應用

故障診斷與監控技術，能夠對10kV配網運行過程中的數據進行檢測，可以有效的檢測到配網中的漏電故障電流、指示短路等，并對線路故障有著較高的分析能力，能夠通過準確的定位迅速確定故障位置，為故障線路維修提供可靠的依據，縮短線路維修的停電時間，縮小維修過程的停電區域，有效的提高了10kV配網運行的安全性、可靠性。例如：配網線路運行的過程中，經常會發生相間短路的故障，而這類故障如果利用傳統的故障排除法很難確定其故障點，而如果利用故障診斷與監控系統的話，能夠快速檢測出線路上相間短路的故障區段，避免相間短路對線路以及設備造成影響。

2.1 故障診斷與監控系統的組成

故障診斷與監控系統主要由前端采集系統、軟件管理系統、接地故障點巡查系統等組成。前端采集系統，主要是對配網線路運行的狀況進行檢測，并將其采集的數據發送到遠程計算機軟件管理系統，然后對線路運行的數據進行分析，準確的判斷線路運行狀態，是否有故障發生；軟件管理系統，主要是接受并分析前端采集系統發送的線路運行數據，并對配網線路的運行狀況進行實時監控，而且，可以根據線路運行的狀況控制遠程分合斷路器，一旦發生故障，可以快速分析并確定線路故障區域，控制前端采集系統的分合斷路器，切除或隔離相應的線路故障區域；接地故障點巡查系統，主要對接地故障的檢測，當配網線路上發生單相接地故障時，系統會將檢測信號注入故障區域的線路上，并通過一定檢測裝置來確定線路上的單相接地故障點，幫助工作人員及時找到準確的故障點，減少了大量的人力，縮短了故障排查時間。另外，接地故障點巡查系統在應用到運行正常的配網線路上，可以起到檢測配網線路上的負荷電流的作用[2]。例如，圖1為10kV配網故障診斷恢復以及配網軟件應用的原理圖。

2.2 故障診斷與監控系統的特點

故障診斷與監控技術在配網中的安裝應用，主要是對前端采集系統即FTU裝置的安裝，在架空線路的安裝中，可以與柱上斷路器進行一體化的安裝，而且，可以通過專用的斷路器、電纜二次接線連接，將配網柱上斷路器與FTU裝置進行組合，再將其整體安裝到柱上；另外，系統中的斷路器在工作的過程中，工作電源是根據互感器的運行線路調整的，DTU、FTU電源是由蓄電池來維持電池供電的。此外，故障診斷與監控技術還具有通訊的功能，主要是利用GSM的方式來進行通訊的。故障診斷與監控技術在10kV配網上的應用，可以將其各項特點充分的發揮出來，更有利于對10kV配網進行有效的監控以及診斷。

2.3 故障診斷與監控系統可以實現的功能

故障診斷與監控系統在應用到10kV配網上時，主要能夠實現以下幾方面的功能：能夠對線路上的單相接地故障進行有效的排查，其中包括對間歇弧接地、直接接地等方面的配網運行過程中的單相接地故障進行準確檢測；系統自帶的報警功能，能夠在檢測到發生故障的同時，啟動報警系統，以此來引起工作人員的注意，并能夠根據報警信號確定故障類型以及故障發生點，如：缺相運行報警、線路過負荷報警等；故障點巡查裝置能夠對配網線路運行進行有效的監控，一旦線路上發生故障之后，能夠快速確認發生故障的線路區段，通過精確的對故障點進行定位，能夠幫助工作人員快速的排除故障，縮短故障處理的停電時間，快速恢復供電；故障診斷監控系統能夠實現遠程控制的功能，管理人員可以通過控制中心的系統軟件對配網運行的狀態下達控制命令，尤其是在發生故障時，可以遠程控制配網線路上的斷路器分合，能夠快速的隔離故障區段，避免故障的擴大對線路以及設備造成的損毀現象；另外，故障診斷與監控系統能夠對配網線路運行的負荷大小進行實時監控，對線路的安全運行有著重大的作用[3]。

3 結束語

10kV配網供電是直接與用戶用電聯系到一起的，因此，10kV配網運行的安全性、可靠性極其重要，文章通過對故障診斷與監控技術在10kV配網上的應用分析，將高新技術應用到配網的運行上，能夠準確的對配網故障進行鎖定，并能夠快速隔離故障，提高了配網的運行安全性、可靠性。

參考文獻

[1]李煜，張震.配網規劃常見問題[J].農村電氣化，2011（4）.

[2]郁寅鋒，李海璇，柴小亮.城區配電網自動化實用方案研究[J].科技資訊，2012（14）.

[3]植成銘.淺談城區近郊地區配電網的改造工作[J].廣東科技，2011（22）.