線路故障定位及隔離系統在配網中的應用

【摘要】本文將對配網系統中的線路故障定位、隔離系統進行分析，并在此基礎上就其應用，談一下個人的觀點和認識，僅供參考。

【關鍵詞】配網；線路故障定位；隔離系統；應用

從實踐來看，目前國內城鄉配網系統多采用的時單輻射樹狀結構，尤其是城市郊區地帶的饋電線路主要是架空線路，其供電半徑非常的長，而且分支線路也比較多，整個線路走廊所處的條件相對比較差，尤其在惡劣天氣條件下接地以及短路故障問題時有發生，對整個電網系統的運行安全可靠性產生了嚴重的影響。

一、配網線路故障定位系統

對于配網而言，實際運行過程中多出現接地故障，統計數據顯示，接地故障在總故障中約占90%，尤其是大風、雷雨天氣下更為常見。當配網接地或者短路時，可利用量化信息及時定位故障點，并且將故障線路與正常線路分割開來，以免造成更為嚴重的后果。在檢測故障點時，可采用的方式主要有故障指示器以及線路FTU。基于故障指示器的應用，可以對線路故障進行分段定位。實踐中可以看到，很多故障指示器自身的自動定位能力非常的差，配網線路發生故障問題時，仍需進行人工巡查。FTU的應用，可對故障進行自動定位，并將其隔離開來。然而，該種方式投資成本相對較高，而且無法進行大規模的應用和推廣。

（一）配網故障定位系統構成

本文推薦一種高效的故障定位系統，其主要是利用故障指示器以及GPRS通訊技術，對線路故障問題進行監測，從而實現對配網線路故障進行及時自動定位，供電可靠性得以提高。對于該系統而言，主要組成部分是故障指示器、IPU（信息處理）以及用戶監控系統和轉發系統等，如下圖所示。

故障指示器：裝設在架空線以及電纜線路上，由檢測電路、指示部分、數字編碼及無線調制發射單元組成。在線路發生短路故障時，故障指示器就會被觸發，將數字編碼信號經發射單元，采用無線方式將其發送至IPU。當線路發生故障問題時，檢測點將故障信息以及其他監測點信息，迅速進行定位。

IPU：裝設在線路分支點位置，可接收分支上安裝的故障編碼信息。對接收的無線信息解調解碼，然后再組合IPU地址，形成包含綜合地址碼，采用無線通信模式進行上傳和發送。對于IPU而言，其中包括免維護鉛酸蓄電池，并且在外部安裝太陽能電池板。

數據處理與轉發：CM200將IPU傳送的無線信息接解調、解碼，然后顯示出來。

用戶監控信息：故障指示、定位，結合GIS系統，形成獨立子系統。其中包括配網圖形編輯、故障檢測及定位兩個系統。配網圖形編輯，用以配網圖的創建與修改；故障檢測以及定位系統，集GIS、MIS系統于一體，可對配網狀態以及故障問題進行及時監測，對故障點進行實時定位，以便于配網維護以及故障搶修。

（二）系統運行機理

配網故障定位系統，用于單相或者相間接地短路故障檢測，啟動故障指示器以后，發出一組編碼信息；IPU接收指示器發送的信息以后，先對其進行解調和解碼，然后再將地址碼信息、指示器編碼信息進行綜合處理，經編碼調制向外發射。監控中心上安裝數據處理、CM200（轉發系統），接收IPU信息后解調，然后將信息送至通訊主站再解碼處理；通過規約接口，將信號傳至監控中心，配網線路故障信息系統將所受到的含地址碼信息的相關數據綜合處理。對故障通路進行準確定位，然后在電子地圖上將其清楚地標識出來，維修人員的故障點問題的排除更具靶向性和實效性。

二、配網故障隔離系統

對于智能分界開關而言，其中設置了兩相電流互感設備。供電時提供電流信號，可滿足用戶負荷及線路運行狀況的監視要求。當開關界內配網線路發生短路故障問題時，能夠及時檢測出故障電流，并且提供保護參考依據。其中，電壓互感設備，能夠檢測出線路的電壓，為控制器提供電源，不需要外接電源就能夠起到保護效果。零序電流互感設備，可在單相接地故障問題發生時輸出毫安級別的零序電流信號，從而為控制設備提供判斷參考依據。開關界內出現相間故障問題時，控制設備檢測電流值、短路故障值比較起來，可以對故障發生情況進行判斷，然后對相間故障狀態進行記憶。變電站開關分閘以后，控制設備在檢測到配網線路無流、無壓狀態下，使負荷開關本體進行分閘。

當變電站重合以后，配網故障點被隔離，恢復供電。對于開關界外而言，如果出現單相接地故障問題，則開關檢測的零序電流只為進線段線路進行電容電流分布；由于電流較之于全網零序電流相差非常的小，分界開關對其不處理時開關界內出現單相接地故障問題時，因此零序電流更接近于全網零序電流。延時判定故障性質是永久性的，如果開關自動分閘，則立即對故障點進行隔離。

三、應用案例分析與評價

2015年10月，某線開關跳閘，而且重合不成功，主站屏幕閃爍故障區段發出告警信號，故障問題主要是短路。現場故障問題是：一輛大型的裝載推土機掛在拉線之上，造成變壓器輔助桿折斷，配網線路出現三相短路問題，開關隨即跳閘。利用上述故障隔離系統，自故障發生至隔離用時僅僅38分鐘，有效縮短線路故障查找和隔離時間。

某配網線路主線路長11公里，其中桿塔共計138基；配網支線共有43條，長達55.5公里，桿塔共計712 基；整個配網全線 66.5公里，共用850基桿塔。故障發生時，保護動作為：配網線路過流二段保護動作，重合不成功，存在開關跳閘現象。基于以上故障定位及隔離系統的應用，有效地減少了故障搶修環節，故障問題解決提速，為配網精益化以及集約化管理提供了技術上的支撐。

四、結束語

綜上所述，配網線路故障問題定位與隔離系統的構建，可以有效解決實踐中存在的問題。在未來發展過程中，應當及時收集數據信息，分析故障定位、隔離系統，總結運維經驗。運行過程中，不斷完善和改進配網線路故障定位和隔離系統運維機制，為全面應用和推廣打下堅實的基礎。