10 kV配網線路故障定位查找與隔離探析

李江濤，王懿偉

（國網陜西省電力公司山陽縣供電分公司，陜西 山陽 726400）

0 引 言

近些年，我國技術水平快速提升，推動了電力企業的發展。在配電網運行過程中應用現代科學技術，能夠有效提升配電網的運行質量。10 kV配電線路是與電力客戶最接近的部分，一旦10 kV配電網發生故障會造成大范圍停電，不但直接影響客戶的電力使用，也會影響電力企業的發展。所以，利用現代化技術對10 kV配電網配電線路故障實施自動定位和隔離，可以有效縮短故障處理時間，同時確保用戶用電質量，對推動電力企業經濟效益發展具有重要的現實意義。

1 10 kV配電線路故障快速定位隔離裝置的組成和原理

1.1 配電線路故障快速定位隔離裝置組成

10 kV配電線路故障快速定位隔離裝置主要包括主機、軟件、監測系統以及線路電壓互感器等。一旦配電線路發生單相接地故障或者發生短路故障，監測系統可以通過線路柱上的開關（電流互感器）采集相應的電流信息（包括短路電流、零序電流）。通過GPRS無線通信系統輸送到主機，之后對其進行數據分析處理，從而能夠得到故障所在區域。同時，隔離裝置會發出切斷線路支線或者分線段柱開關的指令，從而能夠將故障區域實施隔離，確保非故障區域的可靠性和穩定性，如圖1所示。對于故障隔離來說，最主要的是加強10 kV配電線路運行情況的監測。所以，需要增強相應調度人員的責任意識，確保其工作的嚴謹性[1]。

1.2 故障自動定位系統

現階段，配電線路故障定位主要采取基于故障指示器和GPRS通信技術相結合的線路故障監測系統，能夠實現線路故障的自動定位，具有較高的可靠性。整個系統主要包括故障指示器、信息處理單元（IPU）、數據處理機轉發系統以及用戶監控系統等，如圖2所示[2]。

圖2 配電線路故障自動定位系統結構圖

1.2.1 系統結構功能

第一，故障指示器。故障指示器主要設置在架空線和電纜線路中，主要包括故障電流檢測部分、數字編碼和無線調制發射部分、就地指示部分等。一旦發生線路故障會觸發故障指示器，并且利用發生單元將數字編碼信號傳送到IPU。

第二，信息處理單元（IPU）。IPU主要設置在線路的分支點位置，可以接收兩個分支點共6個故障探頭的編碼信息。接收到相應信息后，IPU先要對其解調解碼，之后和IPU的地址組合形成綜合地址碼。

第三，數據處理轉發系統。此系統可以將IPU傳送的無線信息實施解調解碼以及顯示。

第四，用戶監控信息系統。此系統能夠進行故障指示和定位，并且可以和GIS系統結合形成相對獨立的系統，能夠實現配網圖形編輯和故障檢測定位。

1.2.2 系統的工作原理

配電線路故障自動定位系統一旦檢測到線路中存在故障點會啟動故障指示器，紅色顯示并發出無線調制編碼信息。IPU對其實施解調解碼后，綜合指示器編碼信息和IPU地址碼信息，最終要通過編碼調制后發射出去。監控中心的數據處理和轉發系統接收到IPU的信息后實施解調，之后將其發送到通信主站實施解碼，最終要將信號傳送到監控中心計算機進行線路故障信息的綜合處理，如糾錯校正、邏輯判斷運算等，以此進行故障的自動定位，同時會在電子地圖中標識出故障，便于維修人員定位故障。

饋電線路開關采用“來電即合，無壓釋放”的方式，只要開關感受到線路電壓的存在就始終維持在合閘狀態。當線路失電時，開關內部機構自行斷開開關，從而實現故障隔離。

2 10 kV配電線路故障快速定位隔離案例分析

2.1 案例基本情況

某供電企業城郊供電分公司的10 kV配電系統都采取中性點不接地或經消弧線圈接地的運行方式，若線路出現單相接地故障，會因為故障電流較小、弧光造成的接地不穩以及短路故障指示器無法起作用等難以查明故障點。所以，如何快速、準確找到故障點并進行快速隔離，已經成為該分公司急需解決的問題。此分公司始終采取的是人工巡線的方式，不但需要花費大量的人力物力，也會造成整條線路用戶停電，嚴重影響電力的正常供應。

2.2 10 kV配電線路故障快速定位隔離技術應用

2.2.1 配電線路故障自動定位系統

對于10 kV配電網建設來說，特別是對于案例中的分公司來說，要按照具體需求和實際資金情況選擇最佳的故障定位方式。通過通信技術和故障指示器的有效結合進行線路故障監測，能夠快速準確地實現線路故障的自動定位，從而有效提升10 kV配電網的供電可靠性。配電線路故障定位隔離裝置一般應用在單相接地短路故障方面，在系統開啟后故障指示器的燈會出現紅色，這時線路故障指示器會發出相應的編碼信息（可以被IPU接受的無線調制編碼信息），之后通過IPU實施相應的解調解碼操作，最后對指示器發出的編碼信息和其他信息進行綜合后將其發送到監控中心。監控中心設置有數據處理和轉發系統，能夠接收IPU發送的信息并對其實施相應的解碼，之后利用104規約接口將前述完成處理的信號傳送到監控中心的計算機。監控中心計算機受到信號后對其信息數據實施必要的綜合處理，主要包括錯誤信息校正和邏輯判斷的運算。完成上述操作后，按照綜合處理結果確定故障情況，并且通過顯示技術將故障線路和區域定位到電子地圖上，從而幫助維修人員明確故障區域，以便快速準確地對其進行維修，排除故障[3]。

2.2.2 10 kV配電網配電線路故障自動隔離

對于故障定位系統來說，在發現線路故障后不但可以及時將信息數據傳送給控制中心，也可以最大程度上緩解故障對整個配電線路的影響。為了防止配電線路出現大范圍故障問題，設置了自動隔離系統。一旦故障定位系統發現故障并進行相應提示后，自動隔離系統可以響應定位系統的故障信息，從而實現相應的功能，包括自動單相接地切除、短路自動隔離以及定位故障點等，對電網全線進行實施保護，為今后的維修工作奠定基礎。現階段來看，我國10 kV配電線路絕大多數都設置了過流和重合閘保護，但是靈活性和選擇性相對不足。為了能夠有效提升隔離系統的靈活性和選擇性，可以通過更加智能的分界負荷開關形成故障隔離系統。此種系統具有測控和通信功能，如果想要對某些區域實施故障隔離，那么通過這些功能就可以更加準確地隔離故障線路，同時不會影響其他線路的正常供電。雖然此種系統不能覆蓋所有線路，但是此種系統的結構相對簡單且具有較高的可靠性，在10 kV配電線路故障快速定位隔離中得到了有效推廣和應用[4]。

3 結 論

本文主要闡述了10 kV配電線路故障快速定位隔離裝置情況，以期為配電線路的故障定位和隔離提供一定的參考和幫助，進一步推動配電系統的發展。