農網配電設備遠程故障診斷系統實施探析

李建良

摘要：農網配電設備故障無法及時預警、無法及時掌握故障信息易造成停電時間延長、擴大故障范圍等狀況，因此實施遠程故障診斷系統十分必要，通過于配電設備上加裝測量元件、傳感器等裝置，實現遠程監控配電設備情況，可及時接受故障信息，減少大范圍停電等事件的發生。本文首先闡述對實施農網配電設備遠程故障診斷系統的價值，隨后分析如何實施農網配電設備遠程故障診斷系統。

關鍵詞：農網配電設備;遠程故障診斷系統;實施

前言：隨著科技的進步及社會的發展，一些智能設備逐漸投入農網改造中。從農網配電設備實際運行狀況來看，其存在一些問題，如配變側電力電纜接頭過熱極易引發火災，易產生大面積停電現象;低洼地區配電房易發生燒毀、積水等事故等，以上問題均暴露出當下農網配電設備信息傳遞滿、難以精準定位事故位置等缺陷，使得檢修人員不得不逐步排查故障點，工作量較大、需花費較長時間，會造成停電時間延長。因此，實施農網配電設備遠程故障診斷系統意義重大。

一、農網配電設備遠程故障診斷系統實施的價值

第一，使巡視人員安全風險有所降低。于改造期間，自動無功補償測控裝置、溫度巡回檢測儀等均應用超過4.5寸的LED顯示屏，并且其均被安裝在配電設備表面，巡檢人員巡檢期間可直接通過顯示屏了解配電設備情況，無需打開柜門，此項舉措有效使巡檢人員的安全風險得以有效降低，并且以往僅憑目測難以及時發現的早期故障也可及時發現，有效提升了巡檢效率。第二，降低運檢人員工作量。通過內網配電設備安裝的多種傳感器可對設備運行數據進行有效收集，并且通過故障診斷程序可實現高效診斷、發布故障診斷結果，從而有效縮短查找故障點以及搶修反應的時間。第三，降低電力企業的搶修費用。供電回路隔離、自愈技術的應用有效避免因故障引發智能表、刀閘、電力電纜、各種測量儀表、熔斷器等設備的燒毀，并且也有效解決過去人工停電、排水等工作，從而有效降低電力企業的搶修費用[1]。

二、農網配電設備遠程故障診斷系統

（一）設計低壓配電柜短信終端

低壓配電柜短信終端由串行通信以及數據采集模塊對農網配電設備上安裝的各類測試儀表、傳感器檢測的數據進行交替讀取，并于Flash儲存期內存儲數據，隨后由CPU處理器對其進行運算，并將其與預先儲存的各監控節點閾值進行比較，若運算結果顯示在閾值之上，則進入故障診斷程序，隨后進行分析、判斷，如果達到疑似故障條件，則會發出報警信息，隨后經GPRS與GSM無線通信模塊進行遠程數據傳輸。

（二）GPRS與GSM傳輸

所用SIM卡均綁定電力公司統一分配的IP地址，進而保障信息的安全性。GPRS每隔15min上傳1次采集數據，傳輸步驟為SIM卡至無線移動運營商至電力公司專用APN網絡至內網至智能低壓配電設備故障診斷系統。CSM模塊短信不對正常數據進行傳送，但是可采取編輯短信的方式，依據需求實施查詢運行數據，接收信息途徑為SIM卡至無線移動運營商至值班手機，查詢途徑與其相反。在系統實際運行期間，若有報警信息產生，短信終端會以故障診斷系統提供的故障類型、位置及相關數據為依據，經GPRS與GSM雙通道對信息進行傳輸，此種傳輸模式可有效應對部分農村地區生信號差、網絡不穩等問題，可有效防止報警信息于傳輸中丟失[2]。GPRS與GSM數據傳輸，如圖1。

圖1 PRS與GSM數據傳輸

（三）設計疑似故障診斷程序

在遠程故障診斷系統中，其包含3個故障診斷程序，分別為CPU處理器內置色故障診斷預警、故障診斷告警、隔離以及故障點自愈，待滿足疑似故障條件后，上述程序會對故障進行分析、判斷。此種方法可使各個監控節點的數據傳送可靠性得到有效提升，降低GPRS數據傳輸流量，并且可以有效提升遠程故障診斷系統診斷精準度，防止反復傳輸疑似故障信息[3]。

三、農網配電設備遠程故障診斷系統的實施

（一）實施配電室電纜溝自動排水裝置

將兩組浮子式磁性液位傳感器分別安裝在熔斷器（下方10cm位置）和配電室低壓配電柜底部，下位傳感器連接短信終端K1、K2，上位傳感器連接短信終端K1、K3，組成開關量數據采集，于低壓配電柜中的40A交流接觸器線圈安裝短信終端K4、K5輔輸出端子。下位傳感器開關量閉合時，故障診斷程序會啟動，循環分析法、待條件滿足后會生成預警信息，并且閉合短信終端中有繼電器存在，K4、K5端子與電源連接，40A交流接觸器動作閉合，潛水泵展開工作。待下水位傳感器開關量分離，故障診斷程序將會啟動，并展開計算功能，以水位降低速度與時差為依據，算出潛水泵停止工作的時延，待滿足條件后將傳送斷開繼電器的指令，潛水泵工作停止。排水過程中，水位持續升高，上位傳感器開關量閉合，隨后由短信終端傳輸預警信息，并且切開智能電容器投運指令與斷開全部剩余電流動作保護器，從而為搶修人員爭取更多的搶修時間，進而減少損失[4]。

（二）實施配便側電力電纜接頭溫度監控裝置

首先，將鉑金電阻溫度傳感器安裝在配電側低壓配電柜每條色低壓電力電纜表面與銅接線端子相距5cm位置，隨后對ID通道編號予以利用，將其與溫度巡回檢測儀構建設連接，將所有溫度傳感器實測數據通過溫度巡回檢測儀轉換為色模擬數據后將傳輸至短信終端。待實測數據在短信終端預設閾值以上時，依據故障診斷程序展開分析、判斷，如果達到疑似故障報警值，將報警短信傳輸給設監控系統，若經故障診斷程序判斷、分析已達到告警條配時，短信終端或將通過控制器傳輸相應ID編號的剩余電流動作保護器分離指令，隔離此低壓供電回路故障。若實測溫度降至預警閾值30%或者更低時，短信終端將會發出合閘指令，試送電，并對此低壓供電回路電力電纜表面溫度進行的監測，監測其在3min內是否達到告警閾值，若條件符合，短信終端會再次傳送永久分離指令[5]。配電線路狀態監測系統，如圖2。

圖2 配電線路狀態監測系統

（三）改造自動無功補償裝置

首先用自動無功補償測控裝置替換原有的自動無功補償控制器，對智能電容器投切設控制器進行調換，于短信終端中將上位傳感器開關量閉合的切除執行程序及疑似故障診斷程序添入其中。

（四）巡視到位監管裝置

此裝置主要指選取適合位置安裝多付門觸點開關、員工卡、讀卡器。待任意觸電開關處于離合情況時，短信終端馬上觸發壓電陶瓷片，產生報警聲，若巡視人員于1min內未運用員工卡于讀卡器上刷卡，短信終端會立即將防盜報警信息傳輸至服務器與值班手機上[6]。

結論：綜上所述，通過對當前農網配電設備智能化設備的研究分析，針對顯露的一些問題，采用加裝多種測量儀表及傳感器的方式對問題進行處理，并設計一套可行性強的遠程故障診斷系統。此系統的運用有效解決配電設備故障后故障擴大化的問題，并且也補充了以往終端僅可收集數據但無法診斷數據的不足，并且有效提升了巡檢人員的工作效率，降低巡檢人員的安全風險，實用性較強。

參考文獻：

[1]劉培年.農網10kV配電線路及設備常見故障診斷分析[J].IT經理世界，2020，23（11）：11.

[2]蘇建陽.農網10kV配電線路及設備常見故障診斷分析[J].科學與財富，2019（13）：127.

[3]謝超全.探析農網10kV配電線路和設備常見故障的診斷[J].企業技術開發（下半月），2016，35（4）：91，93.

[4]韓輝，李富強.農網10KV配電線路及設備常見故障診斷[J].環球市場，2016（35）：119.

[5]劉朋輝.探析農網10kV配電線路和設備常見故障的診斷[J].環球市場，2016（24）：54.

[6]趙杰.試論農網10kV配電線路和設備常見故障的診斷[J].低碳世界，2017（20）：85-86.