線路故障定位及隔離系統(tǒng)在配網(wǎng)中的應(yīng)用

【摘要】本文將對配網(wǎng)系統(tǒng)中的線路故障定位、隔離系統(tǒng)進行分析，并在此基礎(chǔ)上就其應(yīng)用，談一下個人的觀點和認識，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)；線路故障定位；隔離系統(tǒng)；應(yīng)用

從實踐來看，目前國內(nèi)城鄉(xiāng)配網(wǎng)系統(tǒng)多采用的時單輻射樹狀結(jié)構(gòu)，尤其是城市郊區(qū)地帶的饋電線路主要是架空線路，其供電半徑非常的長，而且分支線路也比較多，整個線路走廊所處的條件相對比較差，尤其在惡劣天氣條件下接地以及短路故障問題時有發(fā)生，對整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運行安全可靠性產(chǎn)生了嚴重的影響。

一、配網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)

對于配網(wǎng)而言，實際運行過程中多出現(xiàn)接地故障，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，接地故障在總故障中約占90%，尤其是大風(fēng)、雷雨天氣下更為常見。當配網(wǎng)接地或者短路時，可利用量化信息及時定位故障點，并且將故障線路與正常線路分割開來，以免造成更為嚴重的后果。在檢測故障點時，可采用的方式主要有故障指示器以及線路FTU。基于故障指示器的應(yīng)用，可以對線路故障進行分段定位。實踐中可以看到，很多故障指示器自身的自動定位能力非常的差，配網(wǎng)線路發(fā)生故障問題時，仍需進行人工巡查。FTU的應(yīng)用，可對故障進行自動定位，并將其隔離開來。然而，該種方式投資成本相對較高，而且無法進行大規(guī)模的應(yīng)用和推廣。

（一）配網(wǎng)故障定位系統(tǒng)構(gòu)成

本文推薦一種高效的故障定位系統(tǒng)，其主要是利用故障指示器以及GPRS通訊技術(shù)，對線路故障問題進行監(jiān)測，從而實現(xiàn)對配網(wǎng)線路故障進行及時自動定位，供電可靠性得以提高。對于該系統(tǒng)而言，主要組成部分是故障指示器、IPU（信息處理）以及用戶監(jiān)控系統(tǒng)和轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)等，如下圖所示。

故障指示器：裝設(shè)在架空線以及電纜線路上，由檢測電路、指示部分、數(shù)字編碼及無線調(diào)制發(fā)射單元組成。在線路發(fā)生短路故障時，故障指示器就會被觸發(fā)，將數(shù)字編碼信號經(jīng)發(fā)射單元，采用無線方式將其發(fā)送至IPU。當線路發(fā)生故障問題時，檢測點將故障信息以及其他監(jiān)測點信息，迅速進行定位。

IPU：裝設(shè)在線路分支點位置，可接收分支上安裝的故障編碼信息。對接收的無線信息解調(diào)解碼，然后再組合IPU地址，形成包含綜合地址碼，采用無線通信模式進行上傳和發(fā)送。對于IPU而言，其中包括免維護鉛酸蓄電池，并且在外部安裝太陽能電池板。

數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)：CM200將IPU傳送的無線信息接解調(diào)、解碼，然后顯示出來。

用戶監(jiān)控信息：故障指示、定位，結(jié)合GIS系統(tǒng)，形成獨立子系統(tǒng)。其中包括配網(wǎng)圖形編輯、故障檢測及定位兩個系統(tǒng)。配網(wǎng)圖形編輯，用以配網(wǎng)圖的創(chuàng)建與修改；故障檢測以及定位系統(tǒng)，集GIS、MIS系統(tǒng)于一體，可對配網(wǎng)狀態(tài)以及故障問題進行及時監(jiān)測，對故障點進行實時定位，以便于配網(wǎng)維護以及故障搶修。

（二）系統(tǒng)運行機理

配網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，用于單相或者相間接地短路故障檢測，啟動故障指示器以后，發(fā)出一組編碼信息；IPU接收指示器發(fā)送的信息以后，先對其進行解調(diào)和解碼，然后再將地址碼信息、指示器編碼信息進行綜合處理，經(jīng)編碼調(diào)制向外發(fā)射。監(jiān)控中心上安裝數(shù)據(jù)處理、CM200（轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)），接收IPU信息后解調(diào)，然后將信息送至通訊主站再解碼處理；通過規(guī)約接口，將信號傳至監(jiān)控中心，配網(wǎng)線路故障信息系統(tǒng)將所受到的含地址碼信息的相關(guān)數(shù)據(jù)綜合處理。對故障通路進行準確定位，然后在電子地圖上將其清楚地標識出來，維修人員的故障點問題的排除更具靶向性和實效性。

二、配網(wǎng)故障隔離系統(tǒng)

對于智能分界開關(guān)而言，其中設(shè)置了兩相電流互感設(shè)備。供電時提供電流信號，可滿足用戶負荷及線路運行狀況的監(jiān)視要求。當開關(guān)界內(nèi)配網(wǎng)線路發(fā)生短路故障問題時，能夠及時檢測出故障電流，并且提供保護參考依據(jù)。其中，電壓互感設(shè)備，能夠檢測出線路的電壓，為控制器提供電源，不需要外接電源就能夠起到保護效果。零序電流互感設(shè)備，可在單相接地故障問題發(fā)生時輸出毫安級別的零序電流信號，從而為控制設(shè)備提供判斷參考依據(jù)。開關(guān)界內(nèi)出現(xiàn)相間故障問題時，控制設(shè)備檢測電流值、短路故障值比較起來，可以對故障發(fā)生情況進行判斷，然后對相間故障狀態(tài)進行記憶。變電站開關(guān)分閘以后，控制設(shè)備在檢測到配網(wǎng)線路無流、無壓狀態(tài)下，使負荷開關(guān)本體進行分閘。

當變電站重合以后，配網(wǎng)故障點被隔離，恢復(fù)供電。對于開關(guān)界外而言，如果出現(xiàn)單相接地故障問題，則開關(guān)檢測的零序電流只為進線段線路進行電容電流分布；由于電流較之于全網(wǎng)零序電流相差非常的小，分界開關(guān)對其不處理時開關(guān)界內(nèi)出現(xiàn)單相接地故障問題時，因此零序電流更接近于全網(wǎng)零序電流。延時判定故障性質(zhì)是永久性的，如果開關(guān)自動分閘，則立即對故障點進行隔離。

三、應(yīng)用案例分析與評價

2015年10月，某線開關(guān)跳閘，而且重合不成功，主站屏幕閃爍故障區(qū)段發(fā)出告警信號，故障問題主要是短路。現(xiàn)場故障問題是：一輛大型的裝載推土機掛在拉線之上，造成變壓器輔助桿折斷，配網(wǎng)線路出現(xiàn)三相短路問題，開關(guān)隨即跳閘。利用上述故障隔離系統(tǒng)，自故障發(fā)生至隔離用時僅僅38分鐘，有效縮短線路故障查找和隔離時間。

某配網(wǎng)線路主線路長11公里，其中桿塔共計138基；配網(wǎng)支線共有43條，長達55.5公里，桿塔共計712 基；整個配網(wǎng)全線 66.5公里，共用850基桿塔。故障發(fā)生時，保護動作為：配網(wǎng)線路過流二段保護動作，重合不成功，存在開關(guān)跳閘現(xiàn)象。基于以上故障定位及隔離系統(tǒng)的應(yīng)用，有效地減少了故障搶修環(huán)節(jié)，故障問題解決提速，為配網(wǎng)精益化以及集約化管理提供了技術(shù)上的支撐。

四、結(jié)束語

綜上所述，配網(wǎng)線路故障問題定位與隔離系統(tǒng)的構(gòu)建，可以有效解決實踐中存在的問題。在未來發(fā)展過程中，應(yīng)當及時收集數(shù)據(jù)信息，分析故障定位、隔離系統(tǒng)，總結(jié)運維經(jīng)驗。運行過程中，不斷完善和改進配網(wǎng)線路故障定位和隔離系統(tǒng)運維機制，為全面應(yīng)用和推廣打下堅實的基礎(chǔ)。