農網配電設備遠程故障診斷技術探討

張杰

摘要：農村配電網工程是我國配電網工程的重要組成部分。目前，我國的農網配電設備在遠程故障診斷方面仍然存在很多的問題亟需解決。筆者主要是結合多年的工作經驗對當前農網配電設備遠程故障診斷中存在的問題展開討論，并對農網配電的遠程故障診斷以及監控提出了相應的解決方案，供相關工作者參考。

關鍵字：農網配電設備；遠程故障診斷技術；問題；解決方案

引言

近年來，隨著農村城鎮化水平的逐漸加快，農網配電的結構以及規模都有了非常大的進步。農網配電遠程故障診斷技術是農網配電工程中非常關鍵的環節，其關系到農網配電的安全穩定運行。農網配電遠程故障診斷技術上的缺陷對農網配電的發展也產生了非常大的阻礙作用，只有將這一問題解決才能提高農網配電的運行質量。

1農網配電設備故障診斷存在的問題

1.1配電設備故障診斷反應遲緩

目前，農村智能公用配變采集數據、剩余電流動作保護器監測數據等都是使用農網公變側用電采集終端進行收集，并通過GPRS無線網絡完成數據傳送。但實際運用中發現該終端只能傳送數據，無數據分析與故障研判功能。而且相關數據調查顯示，農村用電采集終端在線率99.3%，數據傳送完整率99.05%，故障率0.56%，這就會使得在日常的數據傳輸中發生數據傳送遲緩或者丟失的情況。另外，現投入使用的各監控系統雖然有短信發送功能，但該功能是用電采集終端數據傳送至監控系統，然后由監控系統后臺進行數據分析，再給出疑似故障事件，然后執行短信發送，所以該終端存在著無故障研判和預警事件傳送遲緩問題。

1.2低壓側進出導線或電纜線表面溫度無監控

根據以往配電搶修記錄以及班組備品備件的出庫數量統計來看，目前，農村配網低壓側進出導線或電纜線表面無溫度監控是遠程故障診斷的重要阻礙。在實際應用中低壓側進出導線或電纜線因螺絲松動、電擊和電流過大引起接頭部位發熱并燒壞配電設備事故較高，因無提前預警功能，每遇到此類故障，一般是整條低壓進出導線或電纜線報廢。

1.3電纜溝無自動排水系統

實踐表明，由于電纜溝無自動排水系統，導致遇大雨天氣時，積水排出困難，使得城市環網站內澇受淹，農村地勢低洼地區配電房進水嚴重。這將會對用戶的用電情況產生極大的影響。

2配電設備故障診斷解決方案與實現

2.1低壓配電柜短信終端設計

低壓配電柜短信終端通過串行通信及數據采集模塊交替讀取農網配電設備上安裝的各種傳感器及測量儀表的檢測數據，將所有的檢測數據都存儲在相應的Flash存儲器中，經CPU處理器對這些存儲的各監控節點閾值進行運算和對比，超過閾值時則進入故障診斷程序進行分析和判斷，達到疑似故障條件后產生報警信息，并通過GSM和GPRS無線通信模塊完成數據遠程傳送。低壓配電柜短信終端示意圖如下圖1所示。

2.2 無線數據傳送設計

無線數據傳送設計主要是農網配單設備的短信終端，其SIM卡由省級電力公司統一分配的IP地址進行捆綁，最大化的滿足信息安全管理的要求。然后以15min為間隔交替經GPRS模塊上傳正常的采集數據，傳送經SIM卡發送→無線移動運營商→省公司專用APN網絡→內網→智能低壓配電設備故障診斷及運行監控系統。而GSM模塊的短信不傳送正常數據，但可以通過編輯短信，按需進行實時運行數據查詢，在運行過程中如遇報警信息，短信終端則根據故障診斷程序給出的配電設備疑似故障類型、故障點位置和相關數據通過GSM和GPRS雙通道同步實時傳遞，該方法可以有效解決農村地區GPRS無線網絡不穩定時發生的報警信息在傳送過程中的丟失問題。

2.3疑似故障診斷程序設計

在短信終端CPU處理器內設置相應的故障診斷預警、故障診斷告警以及隔離和故障點自愈等三個故障診斷程序，若符合疑似故障診斷的條件則進行循環計數及剔除分析方法的故障分析和判斷。該方法可以提高各監控節點的數據傳送可靠性，減少GPRS數據傳送流量，增強配電設備的故障診斷準確率，避免疑似故障報警信息重復發送。

3農網配電設備監控裝置解決方案與實現

3.1導線與電纜線表面溫度監控裝置

對導線以及電纜線表面的溫度進行監控主要是利用RTO熔斷器，在其與每條低壓出線回路各相導線或電纜線連接處下方5cm處加裝通過耐高溫尼龍扎帶捆綁的Pt100鉑熱電阻溫度傳感器，然后使用耐高溫硅橡膠護套加以保護，各溫度傳感器則與溫度巡回檢測儀ID通道編號對應建立連接，由溫度巡回檢測儀完成模擬數據轉換及LCD屏輪顯實測溫度數據，最后將帶ID通道編號的數值數據經RS485輸入傳送至短信終端RS485-2端口輸入。短信終端根據10s每個通道實測循環數據進行預設溫度預（告）警閾值對比，遇超預警閾值時進入計數運算判據程序，根據判據給定關系，觸發短信終端GPRS和GSM模塊發送上報事件及短信。當實測數據超告警閾值時，除執行以上通訊外，短信終端同時經控制器發送對應ID號的剩余電流動作保護器分離指令，從而實現臨近燒毀導線或電纜線的低壓供電回路故障隔離。其自愈技術主要是針對實測溫度下降值預警閾值30%以下的情況，在這種情況下，短信終端會發送剩余電流動作保護器合閘指令，進入試送電一次，如果實測溫度上升速度在3min以內達到告警閾值時，再次發送剩余電流動作保護器分離指令，同時將告警信息傳送出去。

3.2電纜溝自動排水裝置

電纜溝自動排水裝置對于應對雨天積水對電纜線的破壞具有非常顯著的作用。電纜溝自動排水裝置主要設有下（上）水位兩組傳感器（又稱浮子式磁性液位傳感器）、短信終端、剩余電流動作保護器、40A交流接觸器、電纜溝積水槽和潛水泵。當下水位傳感器開關量閉合時，短信終端立即啟動故障診斷程序，在滿足計數與排除法判斷后，產生預警信息，并通過GPRS和GSM無線通訊傳送，同時閉合短信終端內置繼電器，K4與K5通電，40A交流接觸器線圈得電，動觸頭系統吸合，潛水泵開始工作。當下水位傳感器開關量分離，再根據計數與排除法判斷滿足條件后斷開繼電器，潛水泵停止工作。如果水位繼續上升，上水位傳感器開關量閉合，由短信終端發送告警信息的同時發送斷開所有剩余電流動作保護器和切除智能電容器投運指令，從而實現低壓配電柜從交流接觸器觸頭系統下方部分失電，為搶修人員趕到現場組織搶修爭取時間。

結束語

近年來，國家在農網配電上的投入不斷加大，農網配電遠程故障診斷技術的發展是農網配電安全穩定運行的重要保障。為滿足農村的用電需求，提高農網配電的供電水平，相關單位必須要加大故障診斷以及監控技術的投入，從而保證供電質量。

參考文獻：

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