基于北斗導航系統的智能配網線路綜合監測系統研究

何偉

摘要：由于配電網會直接與用戶端相連，再加上配電網的結構比較復雜，所需要負荷的用戶種類也很多，這就導致一旦配電網出現線路故障問題，就無法及時的排除，尤其是線路單相接地故障就更加的隱蔽，難以被及時找到，而這就會極大的影響電網的可靠性，使電網無法征程的工作。而通過將北斗導航系統應用其中進行排障，則有著十分明顯的優勢。因此，本文首先將概述基于北斗導航系統的數字故障指示器，然后詳細闡述基于北斗導航系統的故障指示器的故障檢測原理，希望可以為相關工作人員提供有用的參考。

關鍵詞：北斗導航系統;智能配電網;檢測系統

隨著我國社會經濟的迅猛發展，我國人民的物質生活水平也有了顯著的提高，這就使的對能源的需求也是越來越大，各種高耗能的企業也是逐漸增多。而為了能夠更好的滿足我國人民的實際需求，配電網的網格化程度也有了顯著的提高，特別是隨著現代科學技術的快速發展，現如今我國的城鄉電網智能程度也有了極大的提高。然而，故障問題卻是其中最為顯著的問題，尤其是配電網一旦出現故障，就有著隱蔽的特點，影響了故障的排除，對配電網的穩定性造成了極大的影響。

一、基于北斗導航系統的數字故障指示器的概述

配電網運行維護人員使用的最主要的工具就是數字故障指示器，該設備能夠有效的對配電網線路的電流、電壓等電氣量進行實時檢測。并且，一旦配電網線路出現故障，數字故障指示器就能夠通過內置的故障判別算法，準確迅速的對故障的發生區間進行確定，然后就能夠及時向維修人員發出警示信號。現如今在我國的配電網中，數字故障指示器的應用十分的廣泛，結合數字故障指示器能夠檢測的出的故障類型，可以將其分成相間接地二合一的數字故障指示器、相間短路故障數字指示器以及接地短路數字故障指示器這三種。

目前，市場上這三種數字故障指示器通常都是通過掛在線路上，直接獲取線路電流的方式安裝。一旦配電網線路出現故障，就能夠從變電站中選擇一組出現，在其中性點短時投入一個中電阻，這就會使配電網線路上出現一個較大的短路電流，然后數字故障指示器就能夠有效的對該電流進行檢測，發揮其指示故障的功能。并且，一旦出現其他異常事件，數字故障指示器也會自動進行警告。如，三相電壓中，有兩相電壓出現升高的問題，有一相電壓出現升高的問題;零序電壓幅值超出了設定值;以上的兩種事件一起出現，并持續一定的時間。

而在應用融入了北斗通信模塊的數字故障指示器時，一旦配電網線路出現故障，那么數字故障指示器就會發出信號，然后利用北斗導航系統中的短報通信技術將故障傳送到助戰，這樣主站控制中心的工作人員，就可以根據GIS地理信息系統，使故障信息能夠清晰的呈現出來，這樣配電網線路的維修人員就能夠確定故障類型、故障位置以及故障時間等詳細的資料，從而能夠更好的采取有針對性的措施進行，減少異常停電的時間。

二、基于北斗導航系統的故障指示器的故障檢測原理

（一）接地故障檢測原理

現如今在小電流接地系統中，最為常見的對單相接地故障進行檢測的原理有兩種，一種是信號注入法，另一種則是首半波法。信號注入法指的就是通過在變電站或者是配電網中的某一組出線安裝一個信號源，利用這個信號源向母線注入一個經過特殊編碼的電流信號，這樣一旦出現單相接地故障問題，就會在信號源以及接地點之間形成一個特殊的回路，使其電流信號能夠流通，一旦故障指示器檢測到這個信號，那么就能夠確認出現了接地故障。與其他的檢測方法相比，信號注入法更加的穩定，而且屬于主動檢測的方法，所以單相接地故障發生前后配電網運行參數變化，并不會對其造成任何的影響。

而首半波法則是在出現接地故障之后，通過監控其首個半波長的尖峰電流和線路電壓的情況，來有效的判別配電線路是否出現接地故障，而判斷出現接地故障的主要判據如下：

第一，故障結束穩態電流大于或等于3安;第二，線路穩定時間超過10秒;第三，接地相電壓下降持續時間Tk大于或等于Tset;第四，接地暫態電流增量Δ Izt大于或等于ΔIset;第五，接地相電壓下降比例ΔUk %大于或等于ΔUset %。一旦通過首半波法對配電網線路監控，能夠實時的對配電網線路首個半波尖峰電壓以及電流開展有效的監測。并且，根據對接收的接地故障檢測參數，結合電力系統的實際工作情況，有效的在線對電力系統實際運行情況進行修改，保證整個配電網線路能夠處于正常的運行狀態。

（二）短路故障的檢測原理

現如今，主流市場的數字故障指示器，通常都是基于模擬電流，通過電流突變法檢測短路故障，判斷配電網線路是否出現短路故障的主要判據為：第一，線路的充電時間大于或等于5秒;第二，線路的停電時間小于或等于5秒;第三，當負荷電流IL大于200安時，ΔI≥100A;如果負荷電流IL超過200安時，則ΔIL≥1/2×IL。

通過應用電流突變法，能夠有效的自動跟蹤負荷電流，而不需要整定參數，有著一定的應用優勢。然而，它也存在著一定的缺點。首先，在農村電線路中，通常配電線路都比較長，如果短路電流過小的話，故障指示器就會拒動。其次，因為在過電流、過負荷以及兩相接地短路的情況下，短路電流通常會逐漸增大，而不是突變，故障指示器也會發生拒動的問題。最后，如果配電網線路出現感性負載以及大型容性負載的情況，有的設備也許就會發生向故障點反向送電的問題，從而會造成沒有出現故障線路的故障指示器產生誤動作。

（三）過流或負荷電流越限報警原理

本文所研究的故障指示器具有電流越限報警功能以及過流越限報警功能，七對電流越限和過流越限的判定標準如下：

過流越限報警：線路在運行的過程中，出現瞬時過流跳閘，并過后馬上恢復供電，而沒有導致永久短路的問題發生。

電流越限報警：負荷電流的大小超過了設定的限值，系統就會及時的發出警報。針對這種情況，需要維護人員能夠買上對其進行控制和調整。

（四）停電檢測原理

本文所研究的故障指示器有著停電檢測的功能，在檢測的過程中一旦出現以下的任意一種情況，故障指示器就能夠判定為停電故障：第一，監測點的電流為0;第二監測點電壓跌落為 0。

三、結束語

總而言之，在配電網線路故障監測中，應用基于北斗衛星導航系統的綜合監測信息系統，可以有效的減少智能配電網的建設成本，有效的處理配電網終端設備的通信難題，從而可以更好更有效的遙控、遙調、遙信以及遙測配電網終端設備。一旦配電網出現故障問題，就能夠自動、準確快速的對故障進行定位，還可以有效的隔離故障區域，從而有效的保證非故障區域的正常供電，有著良好的自愈能力和自我診斷能力，這樣就可以最大限度的降低停電時間，有效的減少搶修的資源，能夠大幅的增強供電的可靠性，提升對搶修配電網故障的效率。.

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