廣播電視發射臺站供電線路故障定位系統技術應用

樊榮強

（甘肅省廣播電視局無線傳輸中心711臺，甘肅 蘭州 730000）

甘肅省廣播電視局無線傳輸中心711臺由于地處蘭州市七里河區大尖山，距離市區較遠且地理環境多樣，供電線路距離長、分支多、結構復雜，因此線路故障相對多發，查找故障點工作繁雜，耗時費力且會對供電可靠性造成極大的影響。

供電線路故障定位系統將母線檢測及單相接地監測技術、故障定位指示技術與GSM通信技術有效結合，故障發生時故障定位指示器快速準確通過通信終端向主站報告故障具體位置，同時將已確認的故障信息以短信文字方式發送給管理和維護相關人員的手機，通知維護人員迅速到現場搶修排除故障，大大降低了故障定位的巡線工作量，提高了工作效率，有效保障了供電系統的可靠性[1]。

1 故障定位系統概述

廣播發射臺供電自動化系統改造時借鑒了供電系統供電網絡故障定位系統的先進經驗，系統構成主要包括故障定位指示器FI、通信終端ST、主站及后臺管理系統、信源發生器以及GSM通信系統，系統構成如圖1所示。

圖1 供電線路故障定位系統構成圖

故障定位指示器安裝在供電線路分支線路上,當線路上任何地方發生接地時，故障定位指示器會及時檢測信號源向線路注入的脈沖信號狀態，出現異常時翻轉指示牌，并向所對應通信終端發送故障信息；當線路發生短路故障時，故障定位系統及時檢測流過的短路電流，通過系統閾值判定浪涌還是短路故障，然后將故障信息傳送到相應的通信終端。通信終端分布安裝在分支線路上，通信終端與故障定位指示器采用短距離數字無線通信，在收到故障定位指示器傳來的故障信息后通過數字GSM鏈路向主站及后臺發送故障類型及地址信息。主站及后臺系統收到通信終端發來的信息后，通過網絡拓撲分析與計算，結合系統存儲的線路地理位置信息進行故障定位，直接顯示故障點地理位置坐標信息，并在地理背景圖上對應顯示并啟動聲光報警向值班人員顯示警情。主站及后臺系統同時將定位信息以文字短消息的方式發送到相關人員的手機。

脈沖信號源在工作母線上的搭載，接線一次回路部分從母線接地變壓器中性點引出單芯高壓電纜接入信號源，箱體及信號地線均需可靠接地。二次回路部分接線在母線PT柜引出的開口電壓兩端處做信號取樣，信號源需要接入220 V交流電源做工作電源[2]，接線示意圖如圖2所示。

圖2 脈沖信號源接入示意圖

2 故障檢測原理

（1）單相接地故障檢測原理。根據注入母線脈沖信號在線路接地時監測到的狀態異常與常態下設定值進行比較，超閾值即研判為線路有接地，從而觸發接地指示牌掉牌。搭載在變電站出線上的信號源主動向母線持續加載的特殊脈沖信號與接地點構成回路，故障指示器檢測到這個特殊信號后觸發接地指示牌掉落，同時觸發接地蜂鳴器鳴響及報警燈閃爍以顯示故障。

（2）短路故障檢測原理。根據短路時線路電流與正常工作時的線路電流的大小沒有直接關系，只與故障時短路電流分量有關，且故障定位指示器是一種能適應負荷電流變化的故障檢測裝置,線路發生短路故障時,通過電磁感應原理檢測線路中的突變電流及持續時間判斷故障，當線路上的電流突然發生一個正向突變且變量大于限定定值，并且在很短的時間內電流和電壓雙雙下降為零，則判定該條線路為故障線路。

3 系統特點

（1）故障檢測高效。單相接地故障檢測采用信號注入法通過檢測信號源注入的特殊脈沖信號電流實現故障選線和故障點的定位。短路故障檢測故障定位指示器自動適應負荷的變化，無需設定門檻下限，不受系統運行方式、線路負載能力、網絡拓撲結構、系統中性點接地方式以及故障隨機因素等影響，對于現場干擾不敏感，具有較強的抗干擾能力，監測定位效率更高。

（2）故障定位準確。故障定位指示器根據線路網絡分布安裝于不同的線路上，且每個故障定位指示器都有唯一的地址編碼，不同線路的故障定位指示器分別待機于不同的線路，待機的故障定位指示器監測到故障信息后通過通信終端向主站發送故障信息，主站系統顯示故障時間、類型及位置等信息，反應迅速，運行可靠。

（3）設備安裝簡便。與傳統自動化設備相比，該系統完全滿足帶電安裝和調試的要求，可以在線路正常供電的情況下完成設備的安裝與調試。故障定位指示器可以直接利用操作桿進行有效固定安裝。通信終端直接加裝在相應故障定位指示器附近的供電塔、桿上，所需工作電源由太陽能電池板及蓄電池供給，無需與供電線路進行PT電氣連接，既方便安裝，也不會給供電網絡增加故障隱患。

（4）通信便捷可靠。在通信方式中，該系統充分利用了電信部門在通信領域強大的技術資源，采用現有的電信通信GSM網，與常用的光纖及微波通信相比較，可靠性更高，建設成本低廉，且不需要日常維護。

4 運行效果

甘肅省廣播電視局無線傳輸中心711臺借鑒的供電網絡電網故障定位系統在2條10 kV供電線路上進行安裝運行。系統由2臺脈沖信號源、3套架空通信終端及臺站中心主站組成。故障指示器分A、B、C三相安裝于架空線路上，通信終端安裝在相應故障指示器附近的線路桿塔上。故障定位指示器與通信終端之間通過短距離無線數字通信。通信終端與主站系統之間通過無線公網采用GSM通信方式通信，由于發射臺站距離市區較遠，架空線路敷設時盡量選取直線施工，一般都距離人員密集的村莊較遠，所以存在電信通信信號差的情況，因此在安裝故障定位指示器及通信終端時要盡量考慮通信質量，負責影響運行效果。

運行多年來，無論是定期的模擬檢測還是運行期間的實時故障，本系統相應地址的故障定位指示器均能準確指示并向通信終端發出故障信息，通信終端也都能將故障定位指示器動作情況及時準確地傳輸到臺站中心主站，主站監控界面醒目顯示故障位置并聲光報警，及時轉發手機中文短信給相關人員，大大減輕了值班人員的工作量，實現了臺站供電安全穩定自動化運行。

5 結論

廣播電視作為公共服務的重要任務就是保基本、提質量、增效能，為廣大人民群眾提供更多更優質的視聽內容和服務，滿足人民群眾對美好精神生活的需求，提高人民群眾的獲得感、幸福感。廣播電視發射臺站供電線路故障定位系統在本臺的投入運行，對線路的故障位置定位及時準確，高效便捷地保證了廣播電視發射臺站的正常工作，提高了供電巡線人員的工作效率，安全高效地保障了廣播電視節目的正常播出，具有極大的推廣價值。