淺談10kV電網中配電線路故障定位技術的應用

陳永光

國網福建省電力有限公司平潭供電公司

淺談10kV電網中配電線路故障定位技術的應用

陳永光

國網福建省電力有限公司平潭供電公司

隨著經濟社會的發展，我國的用電需求日益增加，為保證電網的正常高效運行，對10kV電網中配電線路的故障進行定位是電網建設中一項較為重要的技術，能夠提高電網的工作效率，為此本文針對10kV配電線路故障定位的技術研究現狀進行分析，并闡明10kV配電線路故障定位技術的原理。

10kV電網；配電線路；故障定位技術；應用探討

當前，故障定位技術在線路故障排查與檢修中發揮了重要的作用，故障定位技術能夠提高電網故障檢修的效率，對于維護電網系統的正常運行有積極意義，為此，本文分析了當前我國10kV電網中配電線路故障定位技術的研究現狀，同時闡明了10kV電網系統中配電線路故障定位技術原理。

一、配電線路故障定位原理

配電線路故障定位系統可實現對相間或單相接地短路故障點的定位，主要由故障指示器、數據處理和轉發系統等組成，在故障指示器發出紅色信號及無線調制編碼信息發出后，IPU接收來自線路指示器發出的信息，對其進行一系列的解調解碼處理后，再對得到的地址信息和指示器上的編碼信息進行綜合，發出后由監控中心的數據處理和轉發系統接收，在進行解調處理，解調完成后將其發送給通訊主站，繼續實施解碼處理，處理后得到的信號經104規約接口發送回監控中心的計算機，進行一系列運算和分析后，將故障點標記在電子地圖中。

二、10kV電網配電線路故障定位技術的應用

(一)定位技術

1 線路饋線終端設備(FTU)。線路FTU能夠自動對故障點進行定位和隔離，但由于其成本較高，推廣應用受到了一定限制。

2 電路故障指示系統。該系統能夠分段對故障點進行定位，通過電路磁場的變化，從指示器的磁場變化情況可以對配電線路中的電流情況進行判斷，當配電線路中的電流數值超過一定范圍時，就會使磁場發生變化，電力人員能夠通過指示器上的翻牌信號和發光信號來對相關線路的故障進行判斷，問題電路知識系統與在線監測系統相比，經濟性較好，這種監測設備通常被安置于線路分支和電路開關的部位，顯示裝置則安裝在電路引線和主供電線路上。但大多數電路故障指示系統缺少自動定位功能，往往需要人工查線的配合。

3 電路在線監測系統。電路在線監測系統的主要工作原理主要包含兩個方面：第一，如果配電線路因為接地而出現故障，則系統會對接地瞬間的電路電流和電壓狀況進行采樣的比較，通過記錄數據和比較數據，發現電路中存在的問題，在系統檢測到線路問題之后，會及時將系統出現的問題反饋給網絡智能控制系統，并通過計算機網絡對故障進行定位[2]；第二，根據配電線路出現短路則電流流量瞬間的變化以及變電站的跳閘停電保護判斷出線路中發生短路或是斷路的問題，并對出現故障的線路位置進行定位。

4 小電流接地故障定位法

4.1 主動故障定位法

4.1.1 注入法。注入法即注入信號尋跡法，該方法是通過母線PT將特定頻率的信號注入接地線中，信號注入后會沿著故障線路經接地點流入大地，使用信號探測器對每條線路進行檢查，檢測出注入信號的線路即為故障線路，之后再用探測器根據信號尋跡原理明確故障點位置。

4.1.2 中電阻法。中電阻法是人工將具體阻值的電阻接入系統中性點，當故障發生時，可在故障電路故障相與系統母線之間形成故障工頻電流，該電流在故障點上游可以被檢測到，在故障點下游和非故障點檢測不到，因此，通過檢測該電流就可以確定故障點位置。

4.1.3 加信傳遞函數法。加信傳遞函數法是在故障線路首端加方波激勵信號源，在首端對時域的零序電壓和電流進行測量，并計算得出頻域傳遞函數，然后分析各分支端口傳遞函數片頻譜的頻率、相位和波形對接地故障進行定位。

4.1.4 端口故障診斷法。端口故障診斷法基于模擬電路故障診斷原理，利用單相接地后的故障電壓和電流的特點進行測距和定位，施加音頻正弦信號，根據比較傳輸網可測端口前后測試信號的變化量，實現對故障分支的在線定位。

4.2 被動故障定位法

4.2.1 阻抗法。阻抗法的原理為線路參數單一、故障類型不同的情況下，故障回路阻抗或電抗值與測量點到故障點的距離成正比，只適用于結構簡單的線路。

4.2.2 零序電流幅值法。零序電流幅值法是基于小電流接地系統發生單相接地故障時，故障點上游測出的零序電流幅值較下游幅值大這一原理，所以通過檢測故障點上下游的零序電流幅值即可實現故障定位。

4.2.3 行波法。行波法主要是根據雙端行波故障測距原理，通過對線路故障發生瞬間產生的暫態行波信號來對配電線路單相接地故障及短路高增長進行快速定位。

(二)10kV電網配電線路故障定位系統應用

1.10kV電網配電線路故障定位系統

當架空線路、電纜或開關柜等配電線路發生接地或短路故障時，故障指示器負責將監測到的信息通過通訊網絡平臺傳送給配電調度中心，從而實現故障點的快速U定位；故障指示器轉發設備主要負責將故障指示器發出的短距離無限信號調制為網絡頻段信號，實現數據轉發，便于通過通訊網絡平臺傳送給配電調度中心；通訊網絡平臺主要負責對網絡設備運行狀況的監測，定位系統主站可實時與現場進行網絡通訊，并將設備響應情況等數據傳送主站系統；故障定位監控系統主要負責對故障指示器監測到的各節點的故障信息采用分析軟件進行分析，對故障點所在區段進行定位，并將信息自動上傳給定位系統主站。

該系統投入運行以來大大縮短了配電線路巡線工作人員定位故障的時間，可及時對故障點進行處理，有效保證了供電的可靠性。

結語

本文通過對10kV電網配電線路故障定位技術的發展現狀及定位原理的簡要闡述，分析了目前常用于10kV配電線路故障定位的幾種方法和技術，并依據行波法設計了10kV配電線路故障定位系統，在投入運行后取得了較滿意的效果。在實際過程中，應結合不同定位技術的優缺點進行合理選擇，以提高工作效率。

[1]王廣智.配電線路故障定位技術及其在10kV電網中的應用[J].建筑工程技術與設計,2017,(3)：1006,867.

[2]黃泰鑫.10kV配電網中配電線路故障自動定位與隔離技術應用探析[J].低碳世界,2017,(14)：45-46.

[3]張喜銘.10kV電網中配電線路故障定位技術的運用分析[J].中國科技投資,2017,(9)：173.