10kV配網中故障診斷與狀態監控技術的應用分析

譚武

摘 要：10kV配網系統故障診斷與狀態監控技術是自動化診斷技術的代表，這兩大技術應用于配網系統故障診斷中能夠有效地克服傳統故障識別技術的不足，確保及時地定位并識別故障，有利于故障的及時排查。本文重點分析了10kV配網系統故障特點，故障診斷與狀態監控技術的結構以及運行原理以及在配網系統故障診斷中的應用。

關鍵詞：10kV配網系統;故障診斷與狀態監控;自動化控制器;自愈

前言

10kV配網系統是否安全、平穩地運行直接關系到配網系統的運行效率，關系到配網的工作狀態，在掌握配網系統故障特點基礎上來充分地利用這兩大技術，不僅能夠提高故障識別效率，還能減少故障帶來的負面影響。

1? 10kV配網故障特點分析

10kV配網故障種類較多、類型復雜，其中最常見的故障為：兩三項短路、單相接地短路等。早期的農村電網線路，由于配置的分段開關較少，大部分負荷開關對線路故障點自動隔離的能力很差，此時就需要運維人員識別故障，并在第一時間通過切斷、隔離等方式來解除故障，控制故障的影響范圍，從而最大程度地控制損失。而配網運行中，一些架空線路難免遇到一些障礙物，例如：樹木、建筑物等，從而影響故障排查工作的開展，當個別的敷設在地下的線路出現故障時，很難通過人工排查的方式來識別故障，將增加故障診斷成本，針對配網故障的特點就必須轉變故障排查思路，采用先進的、現代化的故障診斷與狀態監控技術，對配網故障進行自動化地識別，現時隨著開關自動化改造的開展，大批量的舊型開關更換為自動化斷路器FTU和自動化開關柜DTU，相應的很多變電站也開展了改造工程，投入小電阻接地技術，通過站端和自動化開關的定值配合，根據主站的數據處理，完成自動開斷重合動作，這大大增強了電網隔離故障點和線路自愈的能力，并能夠把各開關的動作信息通過相應的通信系統發送短信到運維人員的手中提供實時數據，提高了故障診斷工作效率。

2? 故障診斷與狀態監控技術特點分析

故障診斷與狀態監控技術能夠高效地監控配網運行狀態，動態地檢測出運行數據，也能及時地識別出配網故障，例如：漏電事故、故障電流、指示器短路、各次故障信號的變化、造成的主變變低的電壓變化等，也能圍繞線路的多種故障實施高效地分析，并精準地定位故障，從而為故障的檢修、維護等提供充分的數據和信息作為依據，也能有效地控制線路檢修、維護的時間，縮小線路檢修、維護所引發的停電范圍，有效地支持10kV配網系統的安全、穩定、可靠地運行。而舊式的故障排查法由于只能依據開關跳閘的區域大致上判斷故障點，運維人員難以精準地定位故障點，還容易混淆故障位置判斷和故障類型判斷，延誤故障檢修的最佳時間，從而造成負荷損失。

3? 故障診斷與狀態監控系統的結構

故障診斷與狀態監控系統由多個結構、多項部分構成，具體為：前端采集系統、軟件管理系統、接地故障點巡查系統等。

3.1前端采集系統

承擔著配網線路運行概況的檢查、監測，而且要將采集數據傳輸至遠程計算機軟件系統，并對應分析線路的運行數據，精準地判斷線路的真實運行狀態，從而斷定有無故障。

3.2 軟件管理系統

負責接收來自于前端采集系統所傳輸的線路運行數據，而且深入地剖析數據，并動態地監測配網線路的現實運行狀態，結合線路的現實運行情況對遠程分合斷路器加以控制，若發生故障或其他問題，則能精準地定位故障區域，并對故障進行分析，也能高效地控制前端采集系統的分合斷路器。及時地切除、隔離故障區相關線路。

3.3 接地故障巡查系統

接地故障點巡查系統則承擔著接地故障的檢測功能，若配網系統存在單相接地故障，系統將在故障線路內添加檢測信號，并利用合適的檢測設備來明確單相接地故障點，協調人員高效地定位故障點，最大程度地減少人力、物力等的投入，控制故障排查的時間。同時，接地故障點巡查系統也可以被用在正常的配網線路中，對應檢測出線路中的負荷電流。

4? 10kV配網中故障診斷與狀態監控技術的應用

4.1 故障診斷與狀態監控系統工作原理

故障診斷與狀態監控技術安裝于配網系統時，其關鍵是安裝前端采集系統，在實際安裝架空線路操作中，能夠同柱上斷路器一體化安裝，借助專門的斷路器、電纜二次接線等加以連接，而且要讓柱上斷路器與前端采集系統有效組合，并將這兩大設備都統一裝配至柱上，此時，系統內的斷路器運行中，工作電源就能結合互感器的運行線路來加以調整。這兩技術應用于10kV配網系統，則可以有效地發揮各項優勢功能，輔助10kV配網系統的工作狀況、運行狀態。

當10kV配網線路上故障診斷系統完善之后，運維人員可以利用配電自動化系統或終端，監視配電線路的運行狀況，及時發現線路故障，診斷出故障區間并將故障區間隔離，通過主站與級差保護融合式重合動作，借助自動化、通信手段，通過配電自動化主站和配電自動化終端配合，發生瞬時故障時終端開關通過就地重合閘功能處理瞬時故障，如重合閘不成功則進入主站自動隔離故障及轉供電操作，使故障區的上、下游都自動恢復供電，逐步達成線路的自愈甚至是多條聯絡線路之間的故障段前后隔斷，實時自愈互供。

4.2 安裝FTU和DTU系統

要想實現對10kV配網系統的故障診斷與運行監督，首先要安裝前端采集系統和軟件管理系統，實現自動化的目標。其中FTU發揮著重要的自動化功能，此系統是達到自動化安裝的前提條件，因為其圍繞FTU這一核心進行數據、信息的采集，要想達到前端采集的目標則要將其和同柱斷路器之間同時裝配，而且要擇選斷路器，同二次接線等連接，以此達到FTU設備和斷路器之間的契合，系統中的柱上斷路器可以借助蓄電池來提供電能，根據互感器的運行線路來調節電源，軟件管理系統則要結合其工作概況、運行情況、現實需求等來加以開發。

4.3 自動化系統檢測故障

借助高端的智能化技術、信息技術等來對配網系統進行故障診斷與狀態監測，能將來自于配網的各類運行數據、信息等傳遞到遠程數據分析系統，此系統能夠結合傳遞的數據、信息來集中展開分析，參照來自于前端采集系統的數據，科學地接收、分析這些數據，而且從整體上加以監測、調控，參照配網系統的運行狀態、線路的工作模式等來分析系統的運轉情況。

4.4 完善管理系統

配網自動化管理系統主要依托于GIS系統，此系統實際運行中依然有很多缺點和不足，對此就要強化配網調度系統的自動化建設來補充其中的不足，積極地優化配網線路、配電設備等，進而實現信息、數據的自動化采集，達到管理系統對線路狀態、設備狀態等數據的動態采集與動態分析，對其進行深入改造與升級，變成信息集成系統交互的核心。

5? 結語

配網系統故障診斷與狀態監控技術具有十分重要的作用，這兩大技術應用于配網系統中，能夠實現配網系統故障的自動化診斷、監測，從而確保配網系統的運行效率。通過加強對管理系統的優化，來充分地利用這兩大技術，不僅能提高配網系統故障識別效率，還能減少故障診斷帶來的其他問題，縮小故障檢修的影響范圍，提高供電的可靠性。

參考文獻：

[1]李景祿.電力系統狀態檢修技術[M].中國水利水電出版社，2012

[2]金曉波，杜萌.10 kV 配網設備狀態檢修探析[J].電子制作，2013（24） ： 164-164.

[3]李智敏，姜衛明，劉祖喜.農網配電線路故障定位和隔離系統的研究與應用[J].中國新技術新產品，2013（3）：145-146.

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