自動化設備在10kV配電線路故障搶修中運用分析

國網江蘇省電力有限公司南京市江北新區供電分公司 史曉宇

1 配電線路故障定位技術原理

1.1 故障檢測裝置設計

在10kV 電網配電線路的運行過程當中，主要涵蓋接地故障以及短路故障兩種故障類別。故障定位技術當中的檢測裝置能夠針對10kV 配電線路當中的瞬時電流進行采集，并針對電容電流故障閾值進行設定，當接地瞬間采樣電流值Ic大于預設閾值Id時，則能夠認定10kV 配電線路當中出現接地故障，并且結合線路當中電流電壓變化情況針對故障節點進行定位，提升故障分析準確性與可靠性。而另一方面，10kV 配電線路當中的短路故障往往會引發繼電保護裝置的動作，導致線路全面斷電，因此檢測裝置也可以基于線路表現情況對短路故障進行辨識與認定，使技術人員能夠針對性進行處置。

1.2 故障指示器運行

為了使技術人員以及維保團隊能夠更加及時地掌握配電線路當中所出現的故障情況，可基于電磁原理針對故障指示器進行設定，結合配電線路正常運行狀態針對其故障指示閾值進行設定，當電流超過預設閾值時，則會發出相應信號并向故障管理部門進行傳遞，提升故障信息傳輸效率，盡可能縮減故障來臨時線路斷連時間[1]。具體故障指示與定位流如圖1所示。

圖1 故障檢測裝置與故障指示器配合

當d1線路出現單相接地故障時，能夠由檢測器3/6實時掌握故障信息以及故障狀態，并將信號發送至監控中心。若線路當中其他檢測設備未報告異常，則能夠確定DL3后部線路發生接地故障。維保團隊可結合反饋信息沿DL3后部線路進行檢測，針對指示器4/5/10/11/12的反應狀態進行測試，當出現異常時，可針對故障位置作出判定，將DL3斷路器進行斷開，并針對故障點進行排查。而當d2線路出現短路故障時，則可以由技術人員對故障監測器2/3/8/9進行排查，分析DL4斷路器線路設備故障情況，并按照規定流程斷開DL4開關，按照指示器13/14/15反饋情況進行故障點排查與判斷，從而減少故障檢測過程中對正常線路造成的影響。

1.3 故障信號傳輸模塊

隨著時代的發展與技術的不斷進步，無線網絡技術在電力保障工作當中得到了廣泛應用，通過無線網絡技術，能夠針對故障檢測裝置以及故障指示器檢驗到的故障信號進行傳輸，使電網管理人員能夠及時掌握10kV 配電線路故障位置情況以及故障狀態，有效提升故障處理針對性，加強維保部門反饋速度。

1.4 電網監控中心

在配電線路故障定位系統當中，需要針對電網監控中心進行建設，其中包括了工控計算機、線路監控應用、信號收發裝置等，電網監控中心能夠實時針對10kV 配電線路當中的故障信號進行接收，并通過工控計算機借助數據分析技術以及數據可視化技術形成直觀化的數據圖表，使技術團隊能夠及時準確地掌握10kV 電網配電線路當中的故障情況以及故障狀態，并能夠及時采取行動針對線路故障進行處理。

2 10kV 電網配電線路故障定位方法

首先是信號尋跡定位技術，線路維保團隊可通過母線向10kV 配電線路當中注入特定頻率的信號，并采用特定設備對信號進行跟蹤，從而能夠針對線路當中所表現出的故障狀態進行定位。其次是中電阻定位技術，電網維保團隊可將特定阻值的電阻接入配電線路當中，并針對流經電阻的故障工頻電流進行檢測，從而明確故障點位。最后是端口故障定位技術，電網維保團隊可針對電網配電線路單相接地后電流電壓變化特征進行故障點的定位和明確，同時還能依托正頻信號在線路當中變化情況進行故障點定位工作，提升故障處理效率。

而被動故障定位技術主要涵蓋了基于回路阻抗值進行計算判斷的阻抗定位技術、基于單相接地時配電線路零序電流變化情況進行故障定位的電流測定法以及基于配電線路故障產生的暫態行波信號進行故障定位的行波法等。不同定位技術以及定位方法所適用的環境和特征均存在一定的差異，因此技術人員以及維保團隊可結合實際進行選用[2]。

3 MODS 技術在10kV 電網當中的應用

3.1 故障類型判斷

10kV 配電線路的運行過程當中，涵蓋了瞬時性短路故障、永久性短路故障、瞬時性接地故障以及永久性接地故障等幾種不同類別，給故障的判定和處理帶來了一定的難度與挑戰。通過MODS 故障定位技術的應用，則能夠有效強化故障類型判斷的準確性，從而提升10kV 配電線路故障處理方案的可行性，確保配電線路運行的安全可靠。

首先，相較于其他類別的故障定位技術以及故障分析技術而言，MODS 定位技術對于外界環境的適應能力更加積極，使技術團隊能夠獲取到更加高質量的線路故障點位信息數據內容。另外，在系統設計的過程當中，配置了微電流運行技術，使監測系統能夠支持故障線路的運行狀態，并針對故障點位信息進行清晰回傳。其次，MODS 故障定位技術采用了數字編碼針對10kV 配電線路的故障進行反饋，有效縮短了故障信息編輯與分析的速率。相較于傳統的故障定位技術手段而言，MODS 故障定位技術能夠更加便捷高效地針對10kV 線路故障信號進行傳輸，使故障定位更加準確。最后，MODS 故障定位技術當中的故障監測設備以及故障指示器采用了穩定的ABS 材料作為外殼，更加充分地減少了外界環境因素對故障定位監測設備運行狀態產生的干擾，使10kV 配電線路當中的故障類型判斷更加合理[3]。

3.2 故障線路判斷

在10kV 配電線路當中，為了滿足用戶的實際需求，往往會針對主干線路當中的電能進行分支輸送，因此在針對故障進行定位的過程當中，還需要對其線路運行情況進行判斷，使故障處理方案更加精準。技術人員以及電網維保團隊可將MODS 故障定位系統安裝至主干線路中段或各線路分支當中，針對10kV 電網配電線路當中故障的發生狀態及其位置信息進行更加準確細致的反饋，使技術團隊能夠準確判斷出故障所在部位，并采取針對性處置措施以及處置方案進行維修，保障線路運行安全穩定。

3.3 在線監測系統應用

基于在線監測系統針對10kV 電網配電線路進行排查與監控，能夠針對傳感器回傳相關數據信息進行綜合排查與檢測，使10kV 電網配電線路能夠得到智能化、自動化的全方位監控，使線路運行當中的故障問題得到更加規范地解決。在線監測系統架構如圖2所示。

圖2 10kV 電網故障在線監測系統

受到10kV 電網配電線路運行環境以及運行狀態的影響，其故障點位可能會呈現出多元化的特征，給電網維修帶來了一定的挑戰。基于電網在線監測系統，能夠針對整條線路當中的電流電壓變化情況進行及時掌握，并結合故障處置要求向定位回傳的故障點位進行信號傳輸，使10kV 電網線路維保團隊能夠針對故障點位周邊的線路運行情況進行排查，針對線路當中可能存在的隱藏故障進行更加有效的處理，使線路檢修工作以及故障排查工作的覆蓋范圍更加全面，推進10kV 配電線路運行狀態的不斷發展與提升。

3.4 智能控制系統應用

基于在線監測系統、線路故障定位系統，技術團隊以及線路維保團隊能夠從更加宏觀的視角針對整個線路的運行狀態進行監管與控制，從而達成相應的線路管理目標與管理要求。在智能控制系統當中，涵蓋了工控計算機、故障檢測定位裝置、信號收發裝置以及線路運行狀態在線監測應用等幾方面內容，使10kV 電網配電線路當中故障的檢測處理工作能夠實現故障定位、信息傳輸、圖表展現以及方案推送等標準化流程，使10kV 電網配電線路的運行更加穩定可靠。另外，為了使故障分析工作以及故障處理工作的開展更加便捷直觀，技術團隊還可以借助智能控制系統實現對故障類別的細致劃分，采用差異化的色彩針對短路故障、接地故障、瞬時故障以及永久故障等幾種故障類別進行分類，并在可視化面板當中以點陣的形式向維保人員以及技術人員進行展示，使技術團隊能夠清晰掌握10kV 電網配電線路當前故障類型、緊急程度、處置要求、危險性等相關指標，使故障維修工作的安排更加合理，減少故障來臨時給用電客戶造成的影響和損失[4]。

4 MODS 技術未來發展方向展望

4.1 智能化

人工智能技術、數據分析技術以及機器學習技術的不斷發展以及大規模應用，使電網故障定位處理流程和模式也實現了相應的變化，通過對人工智能以及相關算法的迭代應用，能夠針對10kV 電網配電線路當中電流電壓相關指標的變化情況進行更加細致地監控和分析，并能夠結合數據分析技術以及可視化技術給出故障發展圖示以及智能化故障處理方案，使技術團隊以及電網線路維保團隊能夠獲取到更加科學完善的故障處理流程以及故障處理方法，有效減少配電線路故障檢修維護過程當中可能存在的風險與安全隱患。

4.2 精準化

在MODS 故障定位技術的應用和發展過程當中，相關監測儀器設備的運行狀態對最終測定的數據信息精準程度具有關鍵性的影響價值，在現階段的10kV 電網配電線路故障定位監測設備的生產運行過程中，采用了較為穩定的ABS 塑料作為其保護外殼。隨著材料科學的不斷發展，在針對線路故障定位監測系統進行設計與生產的過程中，還可以引進環氧樹脂等材料作為其保護外殼，并針對其內部傳感器裝置以及信號傳輸裝置的設計方案進行針對性優化，使整個系統運行過程當中對于線路故障的定位更加準確可靠，實現MODS 定位技術的精準化發展。

4.3 高效化

受技術因素以及管理因素的限制和制約，現階段MODS 故障定位技術所依賴的人力物力資源依然較為可觀，給10kV 電網配電線路故障定位和處置工作效率造成了一定的負面影響。在未來MODS 技術的發展過程當中，可加大對智能傳感器以及智能控制系統的引進與配置，有效減少整個系統對于人力資源的依賴，一方面能夠降低系統運行成本，提升系統運行效率，另一方面還能減少人為因素造成的風險因素，提升故障定位與處理工作整體水平。

5 結語

在10kV 電網配電線路的檢修工作開展過程中，故障定位技術發揮著至關重要的作用，不僅能夠有效提升故障辨識準確性，還能降低線路維修過程中的安全風險。技術團隊與電網管理部門應結合實際需求對故障定位技術進行開發與引進，推動電網服務質量的綜合進步。