分析10 kV配電網中配電線路故障自動定位與隔離技術

許志龍

分析10 kV配電網中配電線路故障自動定位與隔離技術

許志龍

（國網福建省電力有限公司晉江市供電公司，福建 晉江 362200）

隨著社會經濟的不斷發展，人們的生活水平逐漸提高，各行各業在發展過程中也逐漸增加了對電能的需求。10 kV配電網中的配電線路是輸送電的主要途徑，在目前電力供應緊張的形勢下，配電線路的安全問題不斷涌現，配電線路一旦出現故障就會降低供電的效率，降低配電網運行的安全性和穩定性。因此，要積極探索出有效的配電線路故障自動定位與隔離技術，不斷消除配電線路中的故障，確保供電的可靠性和穩定性。鑒于此，對10 kV配電網中配電線路故障自動定位與隔離技術進行了分析。

10 kV配電網；配電線路故障；自動定位；隔離技術

據調查發現，中國城鄉配電網所采用的結構都是單輻射的樹狀結構，對于一些架空線路，也會在城市郊區的10 kV配電網中出現，這兩種結構在惡劣的情況下會發生短路故障，降低了電網供電的安全性和穩定性。實踐研究發現，線路故障自動定位和隔離技術可以及時隔離故障點，對故障點的定位進行及時確定，可縮短檢修人員的檢修時間，確保供電的可靠性。

1 10 kV配電網中配電線路故障自動定位與隔離系統

1.1 故障自動定位系統

10 kV配電網配電線路的故障定位主要對故障信息進行全面檢測并采集，根據采集結果對發生故障的地理位置和饋線進行全面判斷。

在當前形勢下，故障點定位主要采用線路故障指示器和線路FTU兩種方法。線路故障指示器可以對故障點進行分段定位，但是大部分都沒有自動定位的操作功能，一旦配電線路發生故障后，就無法在第一時間完成自動化的定位，需要相關的專業人員上前進行排查和維修，耗費了大量的人力、時間。而線路FTU具有自動定位功能和隔離技術，但是該技術的投資成本相對于前者比較高，在一些偏遠的山村無法大力推廣[1]。經過多年研究發現，線路故障監測技術包含故障指示器、GPRS通訊技術的特點，可以對配電線路的故障進行迅速定位，找到準確的故障點，而且應用過程中的操作成本也非常低，值得推廣。

配電線路故障定位系統主要應用在相間接地短路故障點和單相接地短路故障點的檢測中，在故障指示器中啟動，顯示燈為紅色，而且還會發出無線調制編碼的信息，在線路上，信息會直接被IPU所接收，并根據實際情況制定完善的解調解碼進行實施，之后綜合地址信息和編碼信息，將綜合內容進行發射。監控中心中的數據處理系統和轉發系統，在接受IPU所發出的信息后同樣會制定完善的解調解碼并合理化的實施。解調工作結束之后，會將相關信息數據發送給通訊主站，再次實施解碼調試，調試后，控中心的計算機會接收到由104接口所傳送的信號，并利用計算機給予綜合性的處理，對錯誤的數據進行糾正，判斷運算的邏輯性等，并將故障通路定位在電子地圖中進行標記，利于檢修人員直接根據標記點進行判斷、分析，用有效的方法進行處理，極大提高檢修人員的工作效率。

1.2 故障自動隔離技

采用故障自動定位系統雖然可以對故障區段進行快速、自動定位，但無法將故障點進行隔離，線路一旦發生故障后就會造成全段線路出現故障、停電的現象。目前，解決故障隔離點主要的方法是采用饋線自動化開關。在實際工作的過程中，配電網一旦發生故障，可以將配電子系統嚴格按照電源干線的遠近對故障進行劃分，在故障區，將兩側的開關打開，隔離故障點，再由檢修人員對故障點進行及時排查。在故障上游區，發生故障后，上溯到電源干線，將電源干線的斷路器進行合閉，該區段就可以立即恢復供電[2]；在故障下游區，將電源干線的斷路器進行合閉，由于該故障點的段路已經被阻隔，所以無法及時恢復用電，這個時候可以通過利用聯絡開關，恢復供電。通過采用該種解決方法，可以有效隔離線路的故障點，由相關人員進行及時檢修，在縮短故障處理時間的同時還可以提高檢修人員的工作效率。

2 工程實例分析

在2013年，某地區以地區10 kV線路的負荷密集程度和長度為依據，將饋線自動化開關安裝在兩座變電站的四條線路上，且饋線自動化開關具有隔離線路故障的特點。以10 kV變電站的兩條線路為研究對象，線路饋線自動化如圖1所示。

圖1 某10 kV配電網配電線路饋線自動化圖

線路饋線自動化系統的組成部分包括柱上真空負荷開關、電源變壓器、故障搜查器。線路一旦發生瞬時性故障，變電站的開關就會自動跳閘，柱上真空負荷開關在檢測的過程中，如果發現線路沒有電，也會自動分閘，數秒后變電站的開關就會自動合閘；如果所檢測得到的線路有電，延遲數秒后就會自動合閘。當其中一段線路發生永久性故障，側開關和柱上真空負荷開關與瞬時性故障的動作一致，當跳閘 5 s后，會自動合閘，對于正常段的柱上真空負荷開關，在檢測的過程中如果發現有電合閘，故障段會停止合閘，這樣就可以自動隔離故障點。例如：在圖1中，以E點主線故障為例，G、F段為故障的上游區，D段為下游區，E點發生故障后，開關2呈合上狀態，G、F段就可以恢復；開關3合上，D段就可以直接恢復供電。對于配電網的故障類型，E點發生瞬時性短路故障，則B線的開關2就會跳閘，4、5、6號開關就會全部失壓、斷開。3號開關屬于聯合性開關，從失電到啟動進行計時，在5 s之后，開關2就會自動閉合，失壓斷開的開關就會自動延遲，延遲數秒之后會按照級別進行關閉，3號開關會在特定的時間內對兩側的電壓進行檢測，進行計時歸位，并且處于關合。E點發生永久性故障時，B線的開關2，4、5、6號開關、3號開關與E點發生瞬時性短路故障相同。5 s之后，開關2就會自動閉合，6、5號開關延遲數秒后會進行關閉，達到故障點之后，開關2會再次進行跳閘，6號失壓、斷開，而且4、5號會因為失電而斷開，并且還會自動關閉電鎖，可以將故障點進行有效的隔離，從而實現故障的自動定位，檢修人員可以直接對故障的線段進行及時檢修，不僅縮短了檢修人員的檢修時間，而且也提高了檢修人員的工作效率。如果永久性的故障發生在G點，開關2在跳閘2次后，6號開關則斷開，3號開關處于自動閉合狀態，4、5號開關就會按照各個層級進行閉合，D、E、F段的線路就可以恢復正常供電。

在10 kV配網中，通過采用以上的故障自動定位和隔離方案，很大程度上縮短了某地區10 kV配電網中對故障的查找時間，降低了檢修人員的工作負擔，而且還可以將線路故障后的停電范圍逐漸縮小，使非故障地區可以在同一個階段為人們正常供電，同時還可以確保供電的質量，以此來更好提高電網運行的效率[3]。該系統方案的自動化水平雖然無法合理順應配網自動化系統的運行的效率，但是該系統結構非常簡單，而且投資成本也非常低，運行維護的要求也比較低，無論是在鄉鎮還是偏遠山區的10 kV配電網中都可以得到合理化應用，并且還可以有效提高處理故障的速度，為偏遠地區提供高質量的供電服務。

3 結束語

綜上所述，在中國社會經濟發展的新時期，配電線路與人們的生產與生活息息相關，如果10 kV配電網中配電線路安全，不僅可以保證人們的日常工作和生活，還可以保障電力企業的正常運行。對于配電線路故障的不斷出現，相關部門要對配電線路故障自動定位與隔離技術進行合理化的應用，便于及時消除配電線路中的任何故障，確定故障的定位，以此來保障配電網供電的可靠性和安全性。

［1］郭翀.10 kV配電網中配電線路故障自動定位與隔離技術應用探究［J］.電工技術，2018（24）：105-106.

［2］葉文雄.10 kV配電網中配電線路故障自動定位與隔離技術應用探析［J］.中國新技術新產品，2016（7）：25-26.

［3］張惠榮.10 kV配電網中配電線路故障自動定位與隔離技術應用探析［J］.黑龍江科技信息，2016（27）：56.

TM75

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.20.049

2095－6835（2019）20－0113－02

〔編輯：嚴麗琴〕