10kV配電線路故障自動定位與隔離技術研究

摘要：10kV配電線路對于人們的生產(chǎn)生活用電發(fā)揮著不可替代的作用。文章針對10kV配電線路故障問題展開討論，分析了故障自動定位與隔離技術的具體構(gòu)造特征、工作原理以及運行效果。

關鍵詞：10kV配電線路；線路故障；自動定位；自動隔離；電力資源；供電質(zhì)量 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM714 文章編號：1009-2374（2015）15-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.074

現(xiàn)代化社會是電力資源廣泛應用的社會，各行各業(yè)的發(fā)展都依賴于電力資源能源，而且隨著人們生活水平的提高，對于供電服務質(zhì)量也提出了新的要求，整個社會形成了對電力資源的依賴，10kV配電線路是重要的線路，其運行質(zhì)量與工作水平都直接關系到供電服務效果，因此，必須加強對10kV配電線路故障的預防與處理，采用自動定期與自動隔離技術，對10kV配電線路故障解決和處理。

1 配電線路故障自動定位技術

配電線路故障問題是常見的問題，然而，故障定位檢測包括兩大方法：故障指示器、線路FTU。前者能夠?qū)€路故障進行分段定位，但是無法實現(xiàn)自動定位，這樣就帶來了定位難度，而FTU技術則可以發(fā)揮自動定位與隔離的功能，但是其造價過高，不具有普及意義。

可以將故障指示器同GPRS技術聯(lián)系起來，共同發(fā)揮對配電線路的故障定位與監(jiān)測，從而實現(xiàn)安全高效供電，其中主要包括以下設備：故障指示器、IPU、CM200以及用戶監(jiān)測信息系統(tǒng)，實際的工作原理圖見圖1：

圖1 配電線路故障自動定位系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹

第一，故障指示器。將其設在開關拒或者架空線的母排上，其中涉及到的運轉(zhuǎn)流程與部件包括電流檢測、數(shù)字編碼、就地指示、發(fā)射單元等。具體的定位檢測過程為：配電線路出現(xiàn)故障后，故障指示器就會接到故障信號被觸動，并把故障信號以數(shù)字編碼的形式，途徑發(fā)射單元，最后傳送至IPU。故障指示器具體的工作過程見圖2：

圖2 故障指示原理圖

如果5-8區(qū)段出現(xiàn)故障問題，那么，1-5檢測點（3點除外）都會出現(xiàn)故障信息，這樣就能很快地實現(xiàn)故障定位。

第二，IPU。也就是信息處理單元，通常設置在線路分支環(huán)節(jié)，IPU能夠接受故障編碼信息，然后破解編碼信息，再將其同信息處理單元地址結(jié)合，打造出一個綜合地址碼，通過無線通訊系統(tǒng)傳播出去。

第三，數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)。其作用就是接收來自于信息處理單元的信息信號，并實施解碼、解調(diào)，最后呈現(xiàn)出來。

第四，用戶監(jiān)控信息系統(tǒng)。對故障進行指示并定位，而且同GIS系統(tǒng)一道，共同打造出一個獨立的軟件子系統(tǒng)。其中涵蓋兩大系統(tǒng)，分別是配網(wǎng)故障監(jiān)測與定位系統(tǒng)與圖形編輯系統(tǒng)。前者能夠達到對配網(wǎng)運行情況與故障問題隨時檢查、控制，并準確地對故障點定位，為線路的維修創(chuàng)造有利條件；后者則發(fā)揮著對配網(wǎng)圖的修改與編輯的功能與作用。

1.2 故障自動定位系統(tǒng)的運行原理

一般來說，單相、相間接地短路故障問題的定位與檢測場用到這一技術。配電線路出現(xiàn)故障問題時，故障指示器會自行反應，發(fā)出紅色警示，對應傳播一種無線調(diào)制編碼信號，信息處理單元接受到這些編碼信號后，進行解調(diào)、解碼，隨之把信息處理單元的地址碼信息與編碼信息進行綜合，再通過編碼調(diào)制，最終傳播發(fā)送，這些信號被數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)接受，再被解調(diào)，再將解調(diào)后的信息發(fā)送到通信主站，再實施解碼，最終信息被傳入監(jiān)控中心的線路故障計算機系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)對所接收的信息信號通過邏輯運算、歸類編輯等，最終對故障點定位，并將這一點顯示在電子地圖上面，為維修處理提供清晰思路。

2 配網(wǎng)故障自動隔離技術

在自動定位系統(tǒng)發(fā)揮定位功能以后，如果不及時進行隔離處理，容易導致整個供電系統(tǒng)供電中斷，因此，在自動定位技術應用的同時，也要采用隔離技術。

對于10kV配電線路來說，為了確保故障發(fā)生時繼電保護具有一定的靈敏度，使得配電線路整體上都進入被保護狀態(tài)。然而，這樣往往會導致整個線路供電中斷，這是因為配電線路上下級保護之間往往是交替配合的。針對這一問題就要在自動定位技術基礎上選擇自動隔離技術，通常智能型分界負荷開關隔離系統(tǒng)是正確的

選擇。

2.1 隔離系統(tǒng)功能

第一，單相接地故障。對于這一類型的故障，一般實施自動切除，也就是一旦出現(xiàn)單相接地故障時，分界開關會主動分閘，將故障性線路隔離出來，其他支線依然正常運轉(zhuǎn)。

第二，相間短路故障。通常采用自動隔離的方法，當故障發(fā)生后，分界開關在變電站出線保護跳閘后即刻分閘。變電站重合后，發(fā)生故障的配電線路則會被單獨隔離開來，同樣其他支線正常運轉(zhuǎn)，用戶也會持續(xù)享受供電服務。

第三，故障定位快。在分界開關的分界定位與保護下，只有保護范圍內(nèi)的用戶才能停電，而且倘若此時用戶能夠積極上報情況，供電部門則會立刻親臨現(xiàn)場解決問題，而且如果再在分閘開關基礎上安裝一套通訊系統(tǒng)，故障問題信息則會更加飛速地得到反饋和處理。

2.2 系統(tǒng)運轉(zhuǎn)原理

智能分界開關中通常安裝兩相電流互感器，及時供給電流信息，這樣既達到了用戶的用電負荷，又能有效監(jiān)測配電線路的工作情況。當開關界內(nèi)出現(xiàn)短路問題時，能夠監(jiān)測識別故障電流。開關中安裝電壓互感器，能夠有效監(jiān)測線路電壓，同時為控制器供應電源，不需要額外鏈接電源，也能夠達到保護的目的，同時開關內(nèi)安裝了零序電流互感器，單相接地故障發(fā)生后，非常微小的零序電流信息就能流出，從而為控制器提供保護判斷的參考。

如果開關界內(nèi)出現(xiàn)相間短路問題，通過對比兩相數(shù)值來分析是否存在故障問題，這兩項數(shù)值為：控制器監(jiān)測得出的電流值、相間短路故障設定值，對應也會將短路故障問題記錄下來。變電站重合以后，發(fā)生故障的線路已經(jīng)處于隔離狀態(tài)，其他用戶依然能夠正常用電。在分界開關的動作控制下，故障問題發(fā)生后，控制器中的警示設備會不斷給予提醒，從而為故障檢修人員提供有利條件。

3 實際運用成效分析

無論是故障自動定位系統(tǒng)還是隔離系統(tǒng)，經(jīng)過在10kV配電線路中運用，事實證明效果明顯，這兩大自動系統(tǒng)的運用一方面減少了故障巡查人員的工作量，另一方面也提高了故障問題解決的效率，確保了供電的持續(xù)。更重要的是這一系統(tǒng)體現(xiàn)出構(gòu)造簡單、安全，運行方便等優(yōu)點，特別適用于低壓配電線路，對于10kV配電線路故障診斷效果十分明顯，不僅能有效定位故障，及時解除故障，同時也能維護非故障區(qū)域的正常用電。

4 結(jié)語

10kV配電線路故障自動定位系統(tǒng)與自動隔離技術，在故障問題診斷、分析與處理方面發(fā)揮了十分重要的作用，提高了供電的安全性、可靠性，同時也節(jié)省了配電線路故障處理成本，特別適用于解決10kV配電線路故障問題，是一項值得深入發(fā)展與推廣的技術。

參考文獻

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作者簡介：陳偉森（1977-），男，廣東江門人，廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局工程師，研究方向：配電運行

管理。

（責任編輯：蔣建華）endprint