故障指示器在智能電網中的應用探討

熊麗輝

（國網安徽省電力公司馬鞍山供電公司）

故障指示器在智能電網中的應用探討

熊麗輝

（國網安徽省電力公司馬鞍山供電公司）

在當前智能電網運行過程中，需要通過故障指示器才能讓整個系統的運行變得更加靈敏，而合理運用故障指示器，也是推動建設智能電網的關鍵所在。本文重點研究了故障指示器在智能電網中應用的相關問題，先介紹了故障指示器的定位原理，再結合智能電網運行的具體要求，對故障指示器在智能電網中的具體應用方法進行分析。

故障指示器；智能電網；應用

前言

隨著當前社會經濟進一步發展，電力在整個經濟社會中的作用越來越明顯，高質量的電能供給是保證社會平穩的關鍵。電力系統故障是影響智能電網運行質量的重要因素，而線路故障的排除效率，是參考供電質量的主要標準。因此在當前情況下，如何快速確定智能電網運行中的故障，成為相關學者關注的重點內容。故障指示器在智能電網中有著廣泛的應用前景，能快速確定故障位置，幫助相關人員快速排查故障，保證電網平穩運行。

1 故障指示器分析

1.1 故障指示器的基本原理

故障指示器是故障指示技術發展而出現的一種快速定位技術，依靠安裝在各個分支處的的指示器，實時獲取智能電網的運行故障資料；在確定故障后，指示器會顯示故障位置，這樣維修人員就能根據指示器所顯示的信息對故障進行針對性處理，就能有效的排除故障。

為了進一步加深相關人員對故障指示器運行的認識，本文以圖片的形式對這一問題進行分析（如圖1）。按照圖1的相關結構，當線路F點出現故障之后，變電站出口到故障點F之間的電流會出現明顯的變化，在這種情況下，故障指示器F11、F12、F13就能檢測到本電路在運行過程中出現的異常現象，并通過自動翻牌的形式，顯示故障所發生的區間，讓維修人員能快速確定故障點位置；相應的，由于F14、F15、F16、F17沒有檢測到故障，那么它們的工作狀態就不會發生變化。

圖1 故障指示器運行原理圖

根據這個流程，維修人員就能快速確定故障位置點，保證能在第一時間處理故障，保證智能電網運行質量。

1.2 故障指示器的技術特征

由于故障指示器屬于一種能進行智能判斷、預警、實時顯示故障的智能裝置，因此在整個技術設計中，需要重點分析電網線路運行的特殊性，保證故障指示器能浸泡在水中，并且能滿足極端條件下的運行要求。因此本文認為，故障指示器主要具備以下技術特征：

（1）在線運行。為了保證故障指示器能實時顯示智能電網運行狀態，在線運行是保證電網運行質量的的關鍵，因此故障指示器要全方位的觀察智能電網的運行情況，并及時的將故障信息傳遞給管理系統。

（2）故障指示。故障指示器依靠翻牌與高亮度的LED閃爍組合，顯示智能電網的運行故障，保證在任何時間段都能讓維修人員快速的發現故障。

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（3）自動復位。對于智能電網中出現的永久性故障，在恢復供電之后能及時的復位，避免出現故障點混淆的問題；對于智能電網中出現的瞬間故障，在重合閘重合結束后，就能按照系統設定的時間定時復位，不需要人工干預。

2 故障指示器在智能電網中的應用

2.1 在架空系統中的應用

在架空系統中應用故障指示器，通常需要將故障指示器設置在高壓線路上，在考慮到高壓線路絕緣特征以及其他條件限制的影響下，整個架空系統的故障指示器往往需要通過無線通信的方式完成信息傳遞，保證維修人員能在最短時間內獲取架空系統運行過程中的故障資料，保證智能電網順利運行。架空系統故障指示器主要依靠卡線結構，從線路中取電，來滿足系統電能消耗的要求；但由于整個故障指示器往往需要長時間運行，因此故障智思琪一般會與通信終端保持5～15m的距離。

在引用過程中需要注意的是，由于架空系統的故障指示器通過無緣傳感器將信息傳遞到主機，能夠保證主機實現短距離的無線信號傳遞，最終由DTU接受故障信息，并進過GPRS將信息傳遞到主站系統中，這樣才能有效保證整個無障礙信息的傳遞質量。但在這個過程中，故障信息傳送經常會面臨傳送限制的問題，并且一旦出現信號削弱的問題之后，將會影響整個故障指示器的信息傳遞質量。因此本文不建議在偏僻區域使用這種方法。

2.2 在電纜系統中的應用

在智能電網電纜系統中，故障指示器主要被應用在小電流接地系統的故障處理中。一般情況下，故障指示器在電纜系統中的應用方式主要分為幾種：

（1）短路指示器的應用。在電纜系統中，短路指示器一般被安裝在相線上，用來檢測相間短路故障并測量線路負荷電流情況。同時，該系統還具有監測電纜頭連接處溫度的功能，能實時記錄電纜連接處的溫度資料，一旦發現溫度異常，會在第一時間翻牌。在短路指示器運行過程中，其通信終端主要采用光纖傳輸信號，有效保證了信息傳輸質量。

（2）接地故障指示器的應用。接地故障指示器主要被安裝在三相電纜中，依靠電纜能監測系統運行情況。目前我國配電網主要此阿勇諧振接地或者不接地的方式，也有部分地區采用小電阻接地的形式。因此這種接地故障指示器應該滿足兩種以上的接地方式要求，才能保證運行效果。

3 實例研究

3.1 背景介紹

A市共有10kV電網線路136條，總線路長度約為5715km，現有公用配電變壓設備4409臺，總量227.18MVA。由于S市10kV電網存在供電半徑大、用戶分散等問題，因此一旦發生電網運行障礙，如何快速確定障礙點，成為工作人員的工作難點。為了有效解決A市電網運行中故障查找困難的問題，A市積極引進了故障指示器，對整個電網運行狀況進行監控。

3.2 設備構成

A市的線路故障指示器主要由主站、信號源、通信終端、故障指示器等組成。

3.3 運行狀況分析

在2014年12月，S市分別在8條10kV配電線路中安裝線路故障指示器，在經過約五個月的考核后，整個系統的運行狀態良好，達到了預期目的。該系統五個月的考核結果如表1所示。

3.4 效果分析

（1）由于S市的地形條件較為復雜，多為山地、丘陵，因此電網線路條件復雜。在整個線路運行中，受自然災害等因素影響，10kV線路故障頻發，尤其是農村地區，故障發生率更高，如果不能有效解決，將會對當地生產生活造成嚴重影響。

在傳統故障處理中，S市主要采用人工巡查的方法，不僅投入了大量的人力物力，還無法準確的確定故障點。而在應用線路故障指示器之后，維修人員能快速確定故障點位置，從表1資料開展，在試驗階段共發生5次故障情況，故障的準確率達到100％，證明該系統在處理智能電網故障中發揮著作用。

（2）能縮小故障影響面積

S市在以往的智能電網線路處理中，主要面臨故障危害大的問題，一旦發生故障，就會造成大面積停電。而在應用線路故障指示器之后，一旦某一處發生故障，就能通過故障指示器及時的隔離故障區域，盡可能的縮小停電范圍，降低范圍性停電所造成的影響。目前，S市已經將自動隔離一體化開關應用到智能電網中，并配合故障指示器工作，一旦發生線路故障之后，就能快速鎖定故障，控制因輸電故障而導致的停電，保證電網整體供電水平。

表1 S市故障指示器運行期間的工作效果表（次）

4 結論

在當前智能電網運行中，故障指示器是保證電網運行質量的關鍵要素，能快速確定智能電網故障信息，為維修人員解決故障提供幫助。從本文所研究的案例情況來看，再將故障指示器安裝在智能電網上之后，當地的電網故障危害顯著降低，有效保證了城市居民生活與生產。因此，必須要正確認識到故障指示器的作用，為保證電網平穩運行奠定基礎。

[1]陳學良.看門狗開關與故障指示器在架空配電線路故障查找中的應用[J].技術與市場，2014，12：133～134.

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[3]陳艷霞，金立華，李艷濱.架空線路故障指示器在北京配電網的應用分析[J].電氣應用，2013，S2：520～522.

TM76

A

1004-7344（2016）36-0062-02

2016-12-14

熊麗輝（1987-），男，助理工程師，本科，研究方向為架空線路設備防雷及故障分析。