遠(yuǎn)傳型故障指示器在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用

汪路

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)電力供應(yīng)的可靠性要求越來(lái)越高，但由于配電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，一旦發(fā)生故障，需要消耗較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行故障排查，導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的電力供應(yīng)中斷，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。因此，在配電系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展過程中，故障的自動(dòng)查找和排除占有重要地位。目前各種類型的故障指示器是配電系統(tǒng)故障排查的主要基礎(chǔ)設(shè)備，文章將對(duì)遠(yuǎn)傳型故障指示器進(jìn)行研究分析，并探討遠(yuǎn)傳型故障指示器在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)傳型；故障指示器；配電自動(dòng)化；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM64 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）24-0150-02

前言

在供電需求不斷增加的情況下，配電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，配電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性不斷提高，在整個(gè)系統(tǒng)中包含多條分支線路，一旦其中某條支線發(fā)生故障，即使在主線路中安裝了分段開關(guān)，也會(huì)對(duì)一定范圍內(nèi)的電力供應(yīng)造成影響。而且運(yùn)維人員在進(jìn)行故障排查時(shí)面臨著較大困難，傳統(tǒng)的故障排查手段難以實(shí)現(xiàn)快速排查，無(wú)法為電力供應(yīng)的可靠性提供保障。遠(yuǎn)傳型故障指示器的應(yīng)用可以有效解決這一問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在發(fā)生故障的第一時(shí)間指出故障線段，提高故障排查效率和系統(tǒng)供電可靠率。

1 遠(yuǎn)傳型故障指示器的工作原理

遠(yuǎn)傳型故障指示器的基本原理是通過對(duì)配電系統(tǒng)的電壓、電流進(jìn)行檢測(cè)，判斷故障類別和發(fā)生位置，并通過信號(hào)輸出系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行顯示，在故障排除后自動(dòng)復(fù)位，為下一次故障指示做好準(zhǔn)備。遠(yuǎn)傳型故障指示器主要采用感應(yīng)電流取電技術(shù)進(jìn)行設(shè)備供電，將探測(cè)前端安裝在架空線路故障多發(fā)線路上，對(duì)其負(fù)荷電流和溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，通過顯示系統(tǒng)翻牌或閃光同時(shí)利用通信終端發(fā)出警報(bào)提示，供技術(shù)人員查看，從而保證技術(shù)人員可以及時(shí)捕捉到線路異常，在故障發(fā)生的第一時(shí)間確定故障類型和發(fā)生位置，節(jié)省寶貴的故障排查時(shí)間[1]。遠(yuǎn)傳型故障指示器如圖1所示。

2 關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

遠(yuǎn)傳型故障指示器主要由供電設(shè)備、前端探測(cè)設(shè)備、通信終端、液晶顯示設(shè)備和遠(yuǎn)程服務(wù)器組成，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障的遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)監(jiān)控，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如表1所示[2]。

3 在故障檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 短路故障檢測(cè)

短路故障和接地故障是電力配網(wǎng)系統(tǒng)中最常發(fā)生的故障問題，遠(yuǎn)傳型故障指示器在這兩種類型的故障檢測(cè)中都有重要作用。使用遠(yuǎn)傳型故障檢測(cè)器對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中的短路故障進(jìn)行檢測(cè)，首先由技術(shù)人員根據(jù)系統(tǒng)故障信息，利用通電導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生磁通量電磁感應(yīng)的原理，分析電流突變時(shí)間，判斷配電網(wǎng)絡(luò)的線路運(yùn)行狀況。當(dāng)故障指示器檢測(cè)到短路故障時(shí)，指示器的運(yùn)行參數(shù)能夠隨電流變化而產(chǎn)生變化，與故障電流分量關(guān)聯(lián)起來(lái)，可以有效降低誤動(dòng)的可能性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，遠(yuǎn)程故障指示器的前端探頭也能對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，不會(huì)因系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化發(fā)生誤動(dòng)，準(zhǔn)確的顯示電路中的短路故障[3]。

3.2 接地故障檢測(cè)

接地故障發(fā)生頻率較高，其故障排查也具有較高難度，目前多數(shù)配電網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)沒有采用直接接地方式，使系統(tǒng)線路發(fā)生接地故障時(shí)產(chǎn)生的故障電流較小，而故障特征則較為復(fù)雜，給配電網(wǎng)的故障檢測(cè)和排查帶來(lái)了一定困難。傳統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)和排查主要采用電流電容檢測(cè)法或五次諧波法，但是發(fā)生接地故障時(shí)電流信號(hào)較弱，故障信號(hào)的搜集較為困難，容易受周邊的電磁干擾和諧波污染，導(dǎo)致信號(hào)失真，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。采用故障指示器對(duì)接地故障進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，系統(tǒng)信號(hào)源會(huì)發(fā)出一個(gè)特定信號(hào)，經(jīng)過電網(wǎng)回路被故障指示器接受，根據(jù)該信號(hào)信息，準(zhǔn)確判斷接地故障類型及發(fā)生位置。采用這種檢測(cè)方法能夠有效降低接地故障檢測(cè)的影響因素，而且故障指示器發(fā)出的故障信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，可以保證其在傳輸過程中不會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象，使技術(shù)人員能夠準(zhǔn)確接收故障信息。

4 基于遠(yuǎn)傳型故障指示器的配電自動(dòng)化故障定位系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)組成及工作原理

基于遠(yuǎn)傳型故障指示器的配電自動(dòng)化故障定位系統(tǒng)由FD探頭、電力通訊系統(tǒng)、配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制終端等部分組成。其中，整個(gè)配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)又可分為小型配網(wǎng)FTU、近距離無(wú)線發(fā)射接收系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸系統(tǒng)、無(wú)線接收主站等部分。針對(duì)于目前許多配電網(wǎng)中性點(diǎn)未直接接地的情況，采用該系統(tǒng)進(jìn)行單項(xiàng)接地故障檢測(cè)，需要在系統(tǒng)中加入信號(hào)源子系統(tǒng)，使其在發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)向遠(yuǎn)方控制終端發(fā)出故障信號(hào)。

4.2 FD探頭在單相接地故障檢測(cè)中的作用

技術(shù)人員在使用配電自動(dòng)化故障定位系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)故障檢測(cè)和排查時(shí)，單相接地故障處理和故障顯示等部分是公用的。通過在配網(wǎng)系統(tǒng)的各個(gè)支路中安裝故障檢測(cè)FD探頭，識(shí)別不同的編碼信息，即使有兩個(gè)以上的支路同時(shí)出現(xiàn)故障，F(xiàn)D探頭也可以對(duì)故障發(fā)生位置進(jìn)行正確區(qū)分，準(zhǔn)確檢測(cè)出配網(wǎng)系統(tǒng)的特定信號(hào)電流和故障電流，并將發(fā)生故障的系統(tǒng)信號(hào)傳送到相近的無(wú)線發(fā)射接收系統(tǒng)中，使故障指示器能夠接收到FD探頭發(fā)出的特定信號(hào)。

4.3 遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸

該系統(tǒng)在配網(wǎng)分支線路上安裝的無(wú)線發(fā)射接收子站可以同時(shí)接受6個(gè)FD探頭的故障信號(hào)，并將接收到的信號(hào)傳送給遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)和檢測(cè)終端，通信距離可以達(dá)到10～20公里，如果超出這一范圍，或傳輸過程中信號(hào)干擾較為嚴(yán)重，需要安裝一些無(wú)線中轉(zhuǎn)站，對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，使其能夠完好的到達(dá)控制主站。通過這種遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸方式，可以進(jìn)一步確保故障信息的準(zhǔn)確傳遞和正確顯示，將攜帶故障信息地址的信號(hào)信息及時(shí)發(fā)送給配網(wǎng)中心監(jiān)控系統(tǒng)。

4.4 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心是配網(wǎng)系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)和處理的信息接收中心，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)接收到信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。將分析結(jié)果與地理信息系統(tǒng)進(jìn)行疊加和比對(duì)，在顯示系統(tǒng)中準(zhǔn)確找到線路故障的發(fā)生地點(diǎn)，并將故障信息發(fā)送給配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)維人員，使其能夠快速找到故障發(fā)生位置，對(duì)故障問題進(jìn)行及時(shí)檢修。最大限度的降低配網(wǎng)故障的排查和檢修時(shí)間，在最短時(shí)間內(nèi)處理好故障問題，保證配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在發(fā)生故障時(shí)，遠(yuǎn)傳型故障指示器會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，提醒監(jiān)控中心的工作人員進(jìn)行故障處理，并在故障處理后自動(dòng)復(fù)位，告知工作人員系統(tǒng)故障已經(jīng)排除，并為下一次的故障告警做好準(zhǔn)備。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，遠(yuǎn)傳型故障指示器是配電自動(dòng)化系統(tǒng)中的重要組成部分，在配電系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)和排查中的應(yīng)用，可以準(zhǔn)確捕捉并傳遞故障信號(hào)信息，節(jié)省大量故障排查時(shí)間，最大限度的為配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。本文主要分析了遠(yuǎn)傳型故障指示系統(tǒng)的工作原理、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，并探討了遠(yuǎn)傳型故障指示器在配電系統(tǒng)自動(dòng)化故障檢測(cè)中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]何鋒.基于GPRS通信故障指示器在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].海峽科學(xué)，2010，10：159-161.

[2]徐誠(chéng).新型配電網(wǎng)單相接地故障定位系統(tǒng)的研究及實(shí)現(xiàn)[D].華北電力大學(xué)，2016.

[3]陳艷霞，金立華，李艷濱.架空線路故障指示器在北京配電網(wǎng)的應(yīng)用分析[J].電氣應(yīng)用，2013，S2：520-522.endprint