配電網(wǎng)測(cè)溫型故障指示器顯示及遠(yuǎn)傳系統(tǒng)技術(shù)

陳學(xué)敏++鄒宇++黎炳坤++肖高林++馬巨夫

摘 要：在社會(huì)持續(xù)發(fā)展的背景下，人們對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量、可靠性有著嚴(yán)格的要求。現(xiàn)階段，在電力行業(yè)中，配電網(wǎng)有著配電點(diǎn)多、配電涉及范圍廣、接線方式煩瑣的特點(diǎn)。如果配電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生線路故障，則需依靠配電檢修人員按照線路編排的流程進(jìn)行查找，這不僅會(huì)增加檢修人員故障查找的難度，還能縮短恢復(fù)供電的時(shí)間。近年來(lái)，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用，使配電網(wǎng)運(yùn)行故障檢修工作難度逐漸降低。因此，對(duì)配電網(wǎng)測(cè)溫型故障指示器及遠(yuǎn)傳系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；測(cè)溫型故障指示器；遠(yuǎn)傳系統(tǒng)技術(shù)；檢測(cè)系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.145

現(xiàn)階段，國(guó)家配電網(wǎng)均采用現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)，即將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)化整合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程遙控和控制。在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際電力需求，利用、配電網(wǎng)內(nèi)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整。同時(shí)，可依據(jù)配電網(wǎng)遠(yuǎn)傳技術(shù)完成故障定位、隔離以及恢復(fù)供電等多項(xiàng)工作。基于此，筆者以測(cè)溫型故障指示器為例，對(duì)配電網(wǎng)中的運(yùn)行故障進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

1 配電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中往往具有以下特點(diǎn)：配電網(wǎng)線路以輻射型線路為核心，使其線路在連接方式上呈現(xiàn)“手拉手”的形式；配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)相對(duì)滯后，在電網(wǎng)調(diào)度過(guò)程中采用“盲調(diào)”的方式；配電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備較為陳舊，實(shí)際運(yùn)行條件相對(duì)較差，提升了配電網(wǎng)運(yùn)行故障的發(fā)生概率；配電網(wǎng)建設(shè)相關(guān)投資資金渠道較窄，人們對(duì)電力的需求度相對(duì)較高，增加了配點(diǎn)網(wǎng)供電壓力。

2 配電網(wǎng)測(cè)溫型故障指示器

測(cè)溫型故障指示器又可稱(chēng)之為電纜短路故障指示器，主要由前段檢測(cè)系統(tǒng)、后臺(tái)監(jiān)控中心兩個(gè)部分組合而成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其在環(huán)網(wǎng)柜以及電纜分支箱等位置中應(yīng)用范圍最為廣泛，具體操作流程為：前段檢測(cè)系統(tǒng)可對(duì)線路短路故障、線路接地故障、線路電流以及線路溫度等進(jìn)行隨時(shí)檢測(cè)。當(dāng)線路在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)將其信息傳輸至指示器內(nèi)，由指示器對(duì)故障信息進(jìn)行處理最終送至后臺(tái)監(jiān)控中心，便于配電網(wǎng)故障檢修人員的查看。

測(cè)溫型故障指示器相關(guān)性能參數(shù)：主電源為AC-220V和DC-24V；儲(chǔ)備電源；鉛酸電池為12 V、7 AH；通信采用無(wú)線射頻，433 MHz；抗震能力方面，水平與垂直加速度分別為0.3 g和0.15 g；規(guī)格為IEC60870-5-104；主站銅線為無(wú)線和以太網(wǎng)、光纖、載波以及GSM；高度小于等于2 000 m，濕度為5%～100%，溫度為-40～70 ℃；運(yùn)行條件方面，電壓為10 kV、絕緣耐壓為125 kV、電流為0～630 A、耐受電流為15.75 kA/s；防護(hù)等級(jí)為IP68；使用年限為10年；功能方面，具有負(fù)荷監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、故障監(jiān)測(cè)、參數(shù)設(shè)置和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等。

單相接地故障檢測(cè)過(guò)程為：在針對(duì)該部分的故障檢測(cè)中，主要利用電容放電的方式，通過(guò)測(cè)溫型故障指示器的連接可知線路在運(yùn)行中出現(xiàn)的電壓降低狀況，即使線路未與地面接觸，也應(yīng)將其納入單相接地故障范疇。

對(duì)于線路短路故障檢測(cè)，在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，線路發(fā)生短路故障的現(xiàn)象較為常見(jiàn)，即線路在發(fā)生短路過(guò)程中，其電流在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正向突變，為了對(duì)相關(guān)配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行安全防護(hù)，需要對(duì)該項(xiàng)電路短路故障進(jìn)行及時(shí)處理，以減小配電網(wǎng)故障所帶來(lái)的各種影響。

3 配電網(wǎng)測(cè)溫型故障指示器遠(yuǎn)傳系統(tǒng)

在測(cè)溫型故障指示器定位過(guò)程中，主要采用遠(yuǎn)傳系統(tǒng)技術(shù)手段，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障自動(dòng)判斷的定位。在配電網(wǎng)測(cè)溫型故障指示器定位系統(tǒng)中，主要由檢測(cè)探頭、子站、中心站、總站和通信系統(tǒng)五部分構(gòu)成。其中，探頭主要將配電網(wǎng)故障信息傳輸至故障指示器中，可采用無(wú)線以及光纖兩種通信方式。在配電網(wǎng)運(yùn)行中，測(cè)溫型故障指示器探頭可完成對(duì)架空裸線和架空結(jié)緣線引起的線路短路故障、單相接地故障的檢測(cè)，從而根據(jù)故障類(lèi)型的不同進(jìn)行合理判斷，減小配電網(wǎng)故障所造成的各種電力損失。但在實(shí)際調(diào)查過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)配電網(wǎng)運(yùn)行場(chǎng)所的不同，對(duì)故障指示器的類(lèi)型進(jìn)行合理選擇，具體的故障定位系統(tǒng)運(yùn)行流程如圖2所示。

圖1 測(cè)溫型故障指示器結(jié)構(gòu)圖 圖2 測(cè)溫型故障指示器遠(yuǎn)傳系統(tǒng)定位流程

3.1 工作原理

在配電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于在線路附近出現(xiàn)的短路故障或單相接地故障，由于故障檢測(cè)部門(mén)的差異，需對(duì)測(cè)溫型故障指示器檢測(cè)探頭進(jìn)行合理安裝，即將探頭安裝至線路分支處。所以，依據(jù)探頭顯示的零序電壓和信號(hào)源的差異對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行故障進(jìn)行進(jìn)一步定位。配電網(wǎng)故障確定后，由探頭將特殊處理的故障信息傳輸至通信系統(tǒng)中。在此過(guò)程中，如果屬于架空線路，則應(yīng)利用無(wú)線通信系統(tǒng)將故障信號(hào)傳輸至子站內(nèi)，從而根據(jù)子站所獲取的信息動(dòng)作；如果為電纜線路，則應(yīng)在安裝短路故障指示器外，安裝電流零序接地檢測(cè)信號(hào)裝置，利用塑料光纖、面板指示器對(duì)其二者進(jìn)行有效連接，并在面板指示器發(fā)出光信號(hào)時(shí)，實(shí)現(xiàn)電子開(kāi)觀點(diǎn)與子站之間的有效連接。

3.2 定位系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

可在配電網(wǎng)中性點(diǎn)實(shí)現(xiàn)阻性負(fù)載信號(hào)的接入，如果配電網(wǎng)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，則其裝置可自身延遲接入時(shí)間。從整體上來(lái)看，測(cè)溫型指示器遠(yuǎn)傳系統(tǒng)具有在線監(jiān)測(cè)、使用范圍廣、準(zhǔn)確度高、可現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以及實(shí)踐運(yùn)行等多種優(yōu)勢(shì)，可對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行故障的發(fā)生原理、故障類(lèi)型進(jìn)行全面判斷，還可依據(jù)故障原理及時(shí)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行電力恢復(fù)，降低電力損失。

在測(cè)溫型指示器內(nèi)增加無(wú)線發(fā)射、光電發(fā)射兩種形式，可對(duì)配電網(wǎng)故障檢測(cè)與指示器部分進(jìn)行有效分離。在此過(guò)程中，無(wú)線測(cè)溫型指示器的通信距離在20～30 m之間，適用于架空線路；如果通信距離在1～5 m，則光纖傳輸信號(hào)指示器適用于開(kāi)關(guān)柜或電纜線路。在指示器探頭接收到故障信號(hào)時(shí)，需按照終端控制、現(xiàn)場(chǎng)控制的方式對(duì)其通信系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離調(diào)控，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)故障的遠(yuǎn)程定位。

對(duì)于測(cè)溫型故障指示器而言，應(yīng)在控制中線內(nèi)安裝指示軟件和定位軟件，采用短路故障定位與單相接地故障定位的方式，結(jié)合地理信息系統(tǒng)對(duì)其故障進(jìn)行遠(yuǎn)傳控制。在此過(guò)程中，測(cè)溫型故障指示器遠(yuǎn)傳系統(tǒng)主要包含以下幾種子系統(tǒng)：圖形編輯系統(tǒng)、故障檢測(cè)系統(tǒng)、定位信息系統(tǒng)等。其中，圖形編輯系統(tǒng)主要對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行圖進(jìn)行創(chuàng)建和修改，比如電力運(yùn)行線路和桿塔、開(kāi)關(guān)與變電站、開(kāi)閉所以及故障指示器等。故障檢測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)之間的有效連接，不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行故障的檢測(cè)，還可對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行故障進(jìn)行及時(shí)維護(hù)與搶修。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在針對(duì)配電網(wǎng)測(cè)溫型故障指示器及遠(yuǎn)傳系統(tǒng)技術(shù)的研究工作中可知，現(xiàn)階段配電網(wǎng)主要以智能化以及自動(dòng)化運(yùn)行為主，在運(yùn)行結(jié)構(gòu)上有簡(jiǎn)易性的特點(diǎn)。基于該特點(diǎn)，配電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中極易發(fā)生故障。如果未對(duì)電網(wǎng)故障進(jìn)行及時(shí)搶修，則易造成難以想象的后果。因此，在配電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)測(cè)溫型故障指示器的運(yùn)用，可在一定程度上縮短故障定位的時(shí)間，從而快速完成故障檢修工作，縮短由配電網(wǎng)故障引起的停電時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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[2]代云洪，梁仕斌，田慶生.故障指示器系統(tǒng)有效性研究[J].電器與能效管理技術(shù)，2015（08）.

〔編輯：張思楠〕