中壓配電網故障定位系統探索與實踐

陳卓云

廣東電網有限責任公司惠州龍門供電局

中壓配電網故障定位系統探索與實踐

陳卓云

廣東電網有限責任公司惠州龍門供電局

隨著社會經濟的不斷發展進步，人們對于電力的使用需求也在不斷增加，而電網系統的穩定性也是人們日常用電的基本保證。如果配電網發生故障，那么也會影響到正常的生產生活，因此還需要對配電網故障進行及時的檢修。配電網故障定位系統能夠及時的對配電網中的故障進行檢查定位，從而有效的保證電力系統的穩定供應。

中壓配電網；故障定位

1、配電網故障地位系統的基本內容

中壓配電網絡有著一定的復雜性，因此在發生故障時也難以及時的進行查找，通常情況下，如果配電網發生故障，那惡魔變電站的出口就會出現跳閘，而在采用了跳閘裝置后，配電網線路上的支線也難以有效的保證其運行。因此在進行查找配電網故障時也存在著很大的困難，特別是在一些分支較多、線路較為復雜的網絡中，對于故障的查找也更加困難。為了更好的對配電網故障進行定位以便及時的進行維修，那么還需要采取相應的措施。首先，要保證在第一時間內對配電網中的故障進行實時的檢測，并且通過檢測的內容來進行報警。其次，故障區段的精確定位可以更好的降低維修的時間。最后，電力線路的負荷電流以及電流的狀態也能夠實時的進行檢測，并且在線路中的開關和電纜頭的溫度也能夠及時的進行報警。中壓配電網的故障定位系統中需要由控制主站、故障指示器、通訊中斷以及無線測溫傳感器等多種裝置組成，通過射頻以及無線技術等來將指示器以及終端和主站之間進行聯系，從而有效的判斷出配電網中是否存在著短路等問題，同時對檢測線路中的情況進行實時監控，保證在發生故障后第一時間進行報警。如果配電線路中出現短路、接地以及異常發熱等情況，那么系統的定位系統會進行遠程的信號報警，并且對歷史數據進行保存，維修人員也可以根據配電網故障定位的警報來第一時間進行排查。

2、系統的基本原理和設計的要求分析

2.1 故障檢測原理

配電線路的短路故障是最為常見的一種故障形式，在發生故障時系統會按照相應的依據來對故障進行判斷，其中包括以下幾方面內容：首先是線路正常運行一段時間后，以避開合閘后線路存在故障立即跳閘引起非故障分支的舞動；其次是線路中設置一定值的突變電流，與系統負荷的電流沒有直接的關系，這樣適用性也會相應有所增加；最后，在突變電流出現后，持續時間如果過長，那么保護裝置啟動的時間也會低于故障切除的時間。在保證以上每一項都能夠達到要求后，那么線路就會出現短路故障，在這樣的情況下，存在誤動的可能性也會大大降低。同時，在單相接地故障方面，也需要有一定的判斷依據，其中也包括了以下幾方面內容：首先，線路在運行一段時間后才出現不穩定的情況；其次，線路中突然出現較大的故障電流，并且設置的接地故障參數也會相應有所增加；最后，接地相電壓會降低，在發生故障時，那么檢測的參數也會設置出現延時的情況，從而避開發生的故障。在發生這樣的情況時，系統就會判斷為單相接地故障。

2.2 定位與監測功能復合

現如今，配電網設備中的檢測技術大多采用了紅外測溫偵測法，采用這種方法有著可靠性高、應用簡單等特點，但是操作需要通過人工來完成，并且在設備運行一段時間后，系統在運行過程中的開關電纜終端設備也會發生設備問題，而這種設備大多都是包括在電線內的，并且運行的環境相對較好，不會出現電纜終端設備的巡檢以及故障查找困難等多種問題。因此在進行故障定位系統設計之，就需要將實時監測技術以及指示器一體安裝等多種設備進行結合，這樣不僅能夠有效的滿足設備運行負荷的可測性，同時也可以有效的滿足開關柜電纜頭溫度的檢測，在發生電纜線路故障時，不同荷載以及不同溫度環境下出現發熱的情況，那么久可以積累歷史數據以及檢測數據來為系統的警報提供依據，并且定位于檢測功能的復合也有著實時漸變、技術可靠以及成本低等特點，因此可以進行全面的推廣和使用。

2.3 參數調整功能

在以往的故障指示器應用中，因其封裝出廠后，內部參數設置已固化，無法根據線路結構、線路變動、負荷變化的不同動態調整，且在批量生產、安裝中，即使參數設置不一樣，也可能因線路變動與現場不一致或現場安裝混淆，在出現誤動或拒動后，也無法通過調整參數解決問題。

2.4 復位功能設計

故障指示器的復位模式多按時間設定而工作，一般有2～48h的時間設定，具體則由購買方提出、廠家在封裝出廠前設定完成。而本地指示后即使故障很快得到處理、線路正常送電后，指示器在設定的時間內一直處于翻牌、發光狀態，給人一種線路繼續有故障存在的誤導，不能及時投入正常使用，且線路地處位置不同、交通情況不同、故障點查找的難度不同，位置較遠、交通不便、故障點隱蔽難查的復歸時間與容易修復故障的復歸時間應該不一樣，即使同一條線路，也會因故障類型不同導致故障點的查找時間差異較大，這些都對復歸時間和方式提出了新的要求。

3、現場應用安裝位置方案設計

故障指示系統的現場設備即故障指示器的密度、安裝位置與故障區段的準確定位密切相關，既要考慮能夠盡可能縮小故障區段，同時也要考慮經濟性。

在本故障定位系統現場應用安裝位置方案設計時，設計在線路出線（電纜出線距離較長、電纜通道情況較復雜）的第一基桿安裝以判斷電纜出線故障，雙回路或四回路出線的僅在其中一路出線安裝以節約成本，在開關兩側安裝故障指示器及一臺通訊終端以判斷開關故障，在分支出線第一基桿和主線路負荷側同時安裝故障指示器和一臺通訊終端以判斷故障走向，在較長的分支線路（大于40基）中間安裝，在環網柜進出線處、有地理障礙物附近（如立交、河流等）、架空線路中間較長距離的的電纜入地段安裝，以實現這些監測點的故障檢測與定位。

4、功能拓展設想

市區中壓配電網出線的變電站大部分為小電流系統即非有效接地系統，面對單相接地故障的準確判斷和監測這一難題，設想采用加裝信號源判斷的方案以增強接地故障判別準確率。在變電站或者變電站某一組出線上加裝信號源，在發生接地故障后信號源主動向母線注入特殊編碼電流信號，該信號僅在接地點和信號源回路上流過，故障指示器檢測到這個特殊信號后發出報警指示，避免小電流接地系統單相接地故障故障信號較弱，特別是加裝消弧線圈的系統，影響故障指示器準確指示的難題，但需要克服變電站停電施工、消弧安全等問題。

5、結語

通過細致的前期調研分析、功能定位和現場設計，本故障定位系統正在逐步投入運行，實現對故障檢測診斷、故障區段指示、監測負荷電流、電纜終端頭的長期溫度，本地參數調整和操作復歸功能進一步提高了系統的實用性，有效避免了誤動拒動后束手無策的局面，從而為運維檢修人員管理設備、判斷故障提供依據，在形成典型經驗后可向全地區推廣，有效提高配電網線路自動化水平，進一步提高供電可靠性，為一流配電網建設提供支撐。

[1]袁欽成.配電系統故障處理自動化技術[M].北京：中國電力出版社，2007年1月.

[2]劉健，倪建立.配電網自動化新技術[M].北京：中國水利水電出版社，2004年1月.