中壓配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)探索與實(shí)踐

陳卓云

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州龍門供電局

中壓配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)探索與實(shí)踐

陳卓云

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州龍門供電局

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)于電力的使用需求也在不斷增加，而電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也是人們?nèi)粘Ｓ秒姷幕颈ＷC。如果配電網(wǎng)發(fā)生故障，那么也會(huì)影響到正常的生產(chǎn)生活，因此還需要對(duì)配電網(wǎng)故障進(jìn)行及時(shí)的檢修。配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)能夠及時(shí)的對(duì)配電網(wǎng)中的故障進(jìn)行檢查定位，從而有效的保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供應(yīng)。

中壓配電網(wǎng)；故障定位

1、配電網(wǎng)故障地位系統(tǒng)的基本內(nèi)容

中壓配電網(wǎng)絡(luò)有著一定的復(fù)雜性，因此在發(fā)生故障時(shí)也難以及時(shí)的進(jìn)行查找，通常情況下，如果配電網(wǎng)發(fā)生故障，那惡魔變電站的出口就會(huì)出現(xiàn)跳閘，而在采用了跳閘裝置后，配電網(wǎng)線路上的支線也難以有效的保證其運(yùn)行。因此在進(jìn)行查找配電網(wǎng)故障時(shí)也存在著很大的困難，特別是在一些分支較多、線路較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于故障的查找也更加困難。為了更好的對(duì)配電網(wǎng)故障進(jìn)行定位以便及時(shí)的進(jìn)行維修，那么還需要采取相應(yīng)的措施。首先，要保證在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)配電網(wǎng)中的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，并且通過(guò)檢測(cè)的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行報(bào)警。其次，故障區(qū)段的精確定位可以更好的降低維修的時(shí)間。最后，電力線路的負(fù)荷電流以及電流的狀態(tài)也能夠?qū)崟r(shí)的進(jìn)行檢測(cè)，并且在線路中的開(kāi)關(guān)和電纜頭的溫度也能夠及時(shí)的進(jìn)行報(bào)警。中壓配電網(wǎng)的故障定位系統(tǒng)中需要由控制主站、故障指示器、通訊中斷以及無(wú)線測(cè)溫傳感器等多種裝置組成，通過(guò)射頻以及無(wú)線技術(shù)等來(lái)將指示器以及終端和主站之間進(jìn)行聯(lián)系，從而有效的判斷出配電網(wǎng)中是否存在著短路等問(wèn)題，同時(shí)對(duì)檢測(cè)線路中的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證在發(fā)生故障后第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警。如果配電線路中出現(xiàn)短路、接地以及異常發(fā)熱等情況，那么系統(tǒng)的定位系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行遠(yuǎn)程的信號(hào)報(bào)警，并且對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，維修人員也可以根據(jù)配電網(wǎng)故障定位的警報(bào)來(lái)第一時(shí)間進(jìn)行排查。

2、系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計(jì)的要求分析

2.1 故障檢測(cè)原理

配電線路的短路故障是最為常見(jiàn)的一種故障形式，在發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)會(huì)按照相應(yīng)的依據(jù)來(lái)對(duì)故障進(jìn)行判斷，其中包括以下幾方面內(nèi)容：首先是線路正常運(yùn)行一段時(shí)間后，以避開(kāi)合閘后線路存在故障立即跳閘引起非故障分支的舞動(dòng)；其次是線路中設(shè)置一定值的突變電流，與系統(tǒng)負(fù)荷的電流沒(méi)有直接的關(guān)系，這樣適用性也會(huì)相應(yīng)有所增加；最后，在突變電流出現(xiàn)后，持續(xù)時(shí)間如果過(guò)長(zhǎng)，那么保護(hù)裝置啟動(dòng)的時(shí)間也會(huì)低于故障切除的時(shí)間。在保證以上每一項(xiàng)都能夠達(dá)到要求后，那么線路就會(huì)出現(xiàn)短路故障，在這樣的情況下，存在誤動(dòng)的可能性也會(huì)大大降低。同時(shí)，在單相接地故障方面，也需要有一定的判斷依據(jù)，其中也包括了以下幾方面內(nèi)容：首先，線路在運(yùn)行一段時(shí)間后才出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況；其次，線路中突然出現(xiàn)較大的故障電流，并且設(shè)置的接地故障參數(shù)也會(huì)相應(yīng)有所增加；最后，接地相電壓會(huì)降低，在發(fā)生故障時(shí)，那么檢測(cè)的參數(shù)也會(huì)設(shè)置出現(xiàn)延時(shí)的情況，從而避開(kāi)發(fā)生的故障。在發(fā)生這樣的情況時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)判斷為單相接地故障。

2.2 定位與監(jiān)測(cè)功能復(fù)合

現(xiàn)如今，配電網(wǎng)設(shè)備中的檢測(cè)技術(shù)大多采用了紅外測(cè)溫偵測(cè)法，采用這種方法有著可靠性高、應(yīng)用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但是操作需要通過(guò)人工來(lái)完成，并且在設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的開(kāi)關(guān)電纜終端設(shè)備也會(huì)發(fā)生設(shè)備問(wèn)題，而這種設(shè)備大多都是包括在電線內(nèi)的，并且運(yùn)行的環(huán)境相對(duì)較好，不會(huì)出現(xiàn)電纜終端設(shè)備的巡檢以及故障查找困難等多種問(wèn)題。因此在進(jìn)行故障定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)之，就需要將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)以及指示器一體安裝等多種設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，這樣不僅能夠有效的滿足設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷的可測(cè)性，同時(shí)也可以有效的滿足開(kāi)關(guān)柜電纜頭溫度的檢測(cè)，在發(fā)生電纜線路故障時(shí)，不同荷載以及不同溫度環(huán)境下出現(xiàn)發(fā)熱的情況，那么久可以積累歷史數(shù)據(jù)以及檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)為系統(tǒng)的警報(bào)提供依據(jù)，并且定位于檢測(cè)功能的復(fù)合也有著實(shí)時(shí)漸變、技術(shù)可靠以及成本低等特點(diǎn)，因此可以進(jìn)行全面的推廣和使用。

2.3 參數(shù)調(diào)整功能

在以往的故障指示器應(yīng)用中，因其封裝出廠后，內(nèi)部參數(shù)設(shè)置已固化，無(wú)法根據(jù)線路結(jié)構(gòu)、線路變動(dòng)、負(fù)荷變化的不同動(dòng)態(tài)調(diào)整，且在批量生產(chǎn)、安裝中，即使參數(shù)設(shè)置不一樣，也可能因線路變動(dòng)與現(xiàn)場(chǎng)不一致或現(xiàn)場(chǎng)安裝混淆，在出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)后，也無(wú)法通過(guò)調(diào)整參數(shù)解決問(wèn)題。

2.4 復(fù)位功能設(shè)計(jì)

故障指示器的復(fù)位模式多按時(shí)間設(shè)定而工作，一般有2～48h的時(shí)間設(shè)定，具體則由購(gòu)買方提出、廠家在封裝出廠前設(shè)定完成。而本地指示后即使故障很快得到處理、線路正常送電后，指示器在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)一直處于翻牌、發(fā)光狀態(tài)，給人一種線路繼續(xù)有故障存在的誤導(dǎo)，不能及時(shí)投入正常使用，且線路地處位置不同、交通情況不同、故障點(diǎn)查找的難度不同，位置較遠(yuǎn)、交通不便、故障點(diǎn)隱蔽難查的復(fù)歸時(shí)間與容易修復(fù)故障的復(fù)歸時(shí)間應(yīng)該不一樣，即使同一條線路，也會(huì)因故障類型不同導(dǎo)致故障點(diǎn)的查找時(shí)間差異較大，這些都對(duì)復(fù)歸時(shí)間和方式提出了新的要求。

3、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用安裝位置方案設(shè)計(jì)

故障指示系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即故障指示器的密度、安裝位置與故障區(qū)段的準(zhǔn)確定位密切相關(guān)，既要考慮能夠盡可能縮小故障區(qū)段，同時(shí)也要考慮經(jīng)濟(jì)性。

在本故障定位系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用安裝位置方案設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)在線路出線（電纜出線距離較長(zhǎng)、電纜通道情況較復(fù)雜）的第一基桿安裝以判斷電纜出線故障，雙回路或四回路出線的僅在其中一路出線安裝以節(jié)約成本，在開(kāi)關(guān)兩側(cè)安裝故障指示器及一臺(tái)通訊終端以判斷開(kāi)關(guān)故障，在分支出線第一基桿和主線路負(fù)荷側(cè)同時(shí)安裝故障指示器和一臺(tái)通訊終端以判斷故障走向，在較長(zhǎng)的分支線路（大于40基）中間安裝，在環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)出線處、有地理障礙物附近（如立交、河流等）、架空線路中間較長(zhǎng)距離的的電纜入地段安裝，以實(shí)現(xiàn)這些監(jiān)測(cè)點(diǎn)的故障檢測(cè)與定位。

4、功能拓展設(shè)想

市區(qū)中壓配電網(wǎng)出線的變電站大部分為小電流系統(tǒng)即非有效接地系統(tǒng)，面對(duì)單相接地故障的準(zhǔn)確判斷和監(jiān)測(cè)這一難題，設(shè)想采用加裝信號(hào)源判斷的方案以增強(qiáng)接地故障判別準(zhǔn)確率。在變電站或者變電站某一組出線上加裝信號(hào)源，在發(fā)生接地故障后信號(hào)源主動(dòng)向母線注入特殊編碼電流信號(hào)，該信號(hào)僅在接地點(diǎn)和信號(hào)源回路上流過(guò)，故障指示器檢測(cè)到這個(gè)特殊信號(hào)后發(fā)出報(bào)警指示，避免小電流接地系統(tǒng)單相接地故障故障信號(hào)較弱，特別是加裝消弧線圈的系統(tǒng)，影響故障指示器準(zhǔn)確指示的難題，但需要克服變電站停電施工、消弧安全等問(wèn)題。

5、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)細(xì)致的前期調(diào)研分析、功能定位和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，本故障定位系統(tǒng)正在逐步投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障檢測(cè)診斷、故障區(qū)段指示、監(jiān)測(cè)負(fù)荷電流、電纜終端頭的長(zhǎng)期溫度，本地參數(shù)調(diào)整和操作復(fù)歸功能進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的實(shí)用性，有效避免了誤動(dòng)拒動(dòng)后束手無(wú)策的局面，從而為運(yùn)維檢修人員管理設(shè)備、判斷故障提供依據(jù)，在形成典型經(jīng)驗(yàn)后可向全地區(qū)推廣，有效提高配電網(wǎng)線路自動(dòng)化水平，進(jìn)一步提高供電可靠性，為一流配電網(wǎng)建設(shè)提供支撐。

[1]袁欽成.配電系統(tǒng)故障處理自動(dòng)化技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007年1月.

[2]劉健，倪建立.配電網(wǎng)自動(dòng)化新技術(shù)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004年1月.