10kV配電線(xiàn)路故障快速定位隔離裝置的探究

馬增超 霍 磊 劉 鵬

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司慶云縣供電公司

10kV配電線(xiàn)路故障快速定位隔離裝置的探究

馬增超 霍 磊 劉 鵬

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司慶云縣供電公司

近些年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從而也推動(dòng)了電力企業(yè)的發(fā)展。電力企業(yè)將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)有效的應(yīng)用于配電網(wǎng)運(yùn)行中，全面的提高了配電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。就10kV配電網(wǎng)而言，如果配電線(xiàn)路發(fā)生故障，勢(shì)必會(huì)造成大范圍的停電，影響到電力企業(yè)的供電質(zhì)量，也影響到電力企業(yè)的發(fā)展。因此，通過(guò)利用現(xiàn)代化技術(shù)對(duì)10kV配電網(wǎng)中的配電線(xiàn)路故障進(jìn)行自動(dòng)定位及隔離，能夠縮短故障處理的時(shí)間，并且不會(huì)影響到其他線(xiàn)路的正常工作，確保了用戶(hù)用電的質(zhì)量，有助于實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益的最大化，對(duì)電力企業(yè)的發(fā)展非常有利。

10kV配電線(xiàn)路故障；快速定位；隔離裝置

1 快速定位隔離裝置構(gòu)成

對(duì)于10kV配電線(xiàn)路快速隔離裝置的構(gòu)成主要是由主機(jī)、軟件、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及線(xiàn)路電壓互感器等部分組成。若是相應(yīng)的中性點(diǎn)非直線(xiàn)接地配電系統(tǒng)出現(xiàn)了單相接地故障，或者是出現(xiàn)短路事故，那么監(jiān)測(cè)控制終端將會(huì)利用線(xiàn)路柱上的開(kāi)關(guān)采集到相應(yīng)的電流數(shù)據(jù)，主要是在線(xiàn)路柱上開(kāi)關(guān)中含有相應(yīng)的電流互感器，以此能夠?qū)Σ杉搪返碾娏饕约傲阈螂娏?。在采集電流?shù)據(jù)之后便會(huì)利用GPRS無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)將其輸送到主機(jī)，主機(jī)會(huì)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而來(lái)查找到具體的故障位置，并且會(huì)下達(dá)切斷線(xiàn)路支線(xiàn)或者分線(xiàn)段柱開(kāi)關(guān)的命令，主要是利用GPRS無(wú)線(xiàn)通信方式向監(jiān)測(cè)控制終端下達(dá)一些命令，以此來(lái)切除并且對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行隔離，保證非故障區(qū)域的可靠穩(wěn)定供電。在故障隔離的過(guò)程中，最為主要的便是對(duì)10kV配電線(xiàn)路運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)，因此必須要加強(qiáng)相關(guān)調(diào)度人員的責(zé)任心，使其能夠認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳌?/p>

2 配網(wǎng)線(xiàn)路故障定位技術(shù)原理

2.1 故障檢測(cè)設(shè)備

該設(shè)備的運(yùn)行原理為：配網(wǎng)出現(xiàn)接地故障或其他故障時(shí)，通過(guò)采樣的方法來(lái)進(jìn)行相位對(duì)比，具體的采樣對(duì)象為：接地瞬間電流與電壓的首半波，對(duì)二者的相位加以對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)前者大于后者時(shí)，意味著輸電線(xiàn)對(duì)地電壓下降，此時(shí)一旦有接地故障出現(xiàn)，該檢測(cè)設(shè)備就會(huì)把故障信息及時(shí)傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)中心，對(duì)應(yīng)來(lái)有效定位。相反，則意味著配網(wǎng)良好如常運(yùn)行。對(duì)于短路故障的判斷，則需要人為地分析判斷短路電流有無(wú)突變現(xiàn)象，以及繼電保護(hù)有無(wú)跳閘等，從中來(lái)分析短路故障。

2.2 故障指示設(shè)備

此設(shè)備的運(yùn)行原理為：電流流過(guò)導(dǎo)體過(guò)程中，磁場(chǎng)觸發(fā)指示設(shè)備，當(dāng)電流較大、已經(jīng)高于指示器中的額定數(shù)值時(shí)，勢(shì)必發(fā)出信息。當(dāng)故障于白天出現(xiàn)，指示器則出現(xiàn)翻牌現(xiàn)象，相反，夜晚故障時(shí)，指示器則對(duì)應(yīng)發(fā)出光信號(hào)。同故障檢測(cè)設(shè)備相比，此指示設(shè)備成本更加低廉，通常將二者聯(lián)合使用，發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)。一般來(lái)說(shuō)，故障檢測(cè)設(shè)備配置于負(fù)荷開(kāi)關(guān)所在位置，而指示設(shè)備則設(shè)置在桿塔所在位置。

2.3 監(jiān)控中心

監(jiān)控系統(tǒng)大體涵蓋以下設(shè)備，例如：信息控制系統(tǒng)、收發(fā)設(shè)備、系統(tǒng)應(yīng)用軟件。監(jiān)控中心設(shè)置一個(gè)配網(wǎng)接線(xiàn)圖，內(nèi)部工作者憑借此圖來(lái)監(jiān)控配網(wǎng)各個(gè)線(xiàn)路的運(yùn)行狀態(tài)。通常來(lái)說(shuō)，故障信號(hào)發(fā)出后，接收設(shè)備會(huì)收到此信號(hào)，并將其傳輸至在線(xiàn)監(jiān)控中心系統(tǒng)，相關(guān)工作人員再憑借系統(tǒng)應(yīng)用軟件來(lái)分析故障，對(duì)應(yīng)把故障信號(hào)呈現(xiàn)于人機(jī)界面，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一些線(xiàn)路中有故障燈變色時(shí)，意味著該線(xiàn)路故障發(fā)生。驅(qū)動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也將對(duì)應(yīng)提供故障警示信息，工作站將向故障負(fù)責(zé)人發(fā)送短信息，故障負(fù)責(zé)人參照短信提醒來(lái)圍繞故障線(xiàn)路展開(kāi)檢查和分析，確保及時(shí)排除故障。

3 配電線(xiàn)路故障自動(dòng)定位與隔離技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 配電線(xiàn)路故障自動(dòng)定位系統(tǒng)

在10kV配電網(wǎng)建設(shè)中，需要根據(jù)需求和資金現(xiàn)狀綜合選擇，以最經(jīng)濟(jì)的方式獲得最優(yōu)的故障定位效率。結(jié)合GPRSA通訊技術(shù)和故障指示器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的線(xiàn)路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則可以快速的完成線(xiàn)路故障的自動(dòng)定位，進(jìn)而有效的提高10kV配電網(wǎng)的供電可靠性。配電線(xiàn)路故障自動(dòng)定位系統(tǒng)通常運(yùn)用在檢測(cè)相間和單相接地短路故障環(huán)節(jié)中，在開(kāi)啟了故障指示器的時(shí)候，其指示燈會(huì)呈現(xiàn)出紅色，此時(shí)線(xiàn)路上的故障指示器會(huì)發(fā)出一個(gè)會(huì)被IPU所接受的無(wú)線(xiàn)調(diào)制編碼信息，然后經(jīng)由IPU進(jìn)行一系列的解調(diào)解碼操作，然后在綜合了指示器所發(fā)出的編碼信息和其地址信息之后，在發(fā)送至監(jiān)控中心，這樣安裝在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)會(huì)對(duì)IPU發(fā)送過(guò)來(lái)的信息加以接受，隨之進(jìn)行解碼處理，然后再通過(guò)104規(guī)約接口向監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)傳送之前處理完成的信號(hào)，在計(jì)算機(jī)接受以后在即使對(duì)其信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，其中涉及對(duì)錯(cuò)誤信息的校正以及邏輯判斷的運(yùn)算，最后再根據(jù)綜合處理結(jié)果將其故障通路定位標(biāo)記在電子地圖上，這樣維修人員就能夠結(jié)合電子地圖中展現(xiàn)出來(lái)的故障分析結(jié)構(gòu)來(lái)完成對(duì)故障的處理和排除工作。

3.2 10kV配電網(wǎng)中配電線(xiàn)路故障自動(dòng)隔離系統(tǒng)

當(dāng)故障定位系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障后，不僅要能夠及時(shí)的將數(shù)據(jù)反饋給中控中心，還要求能夠最大化的降低故障給整個(gè)配電線(xiàn)路帶來(lái)的影響，自動(dòng)隔離系統(tǒng)正是為了避免配電線(xiàn)路大面積故障發(fā)生所設(shè)計(jì)的。當(dāng)故障定位系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并提示故障后，自動(dòng)隔離系統(tǒng)能夠響應(yīng)定位系統(tǒng)的故障信息，完成自動(dòng)單相接地切除、短路自動(dòng)隔離、定位故障點(diǎn)等功能，保護(hù)電網(wǎng)全線(xiàn)，并為后續(xù)的維修工作提供方便。目前，國(guó)內(nèi)10kV配電線(xiàn)路大部分安裝了過(guò)流和重合閘保護(hù)，但這種保護(hù)模式卻靈敏性和選擇性不足。為了提高隔離系統(tǒng)的靈敏度和選擇性，可以用智能分界負(fù)荷開(kāi)關(guān)來(lái)構(gòu)建故障隔離系統(tǒng)。該系統(tǒng)擁有通訊模塊和測(cè)控模塊，當(dāng)需要對(duì)某一段線(xiàn)路進(jìn)行故障隔離時(shí)，能夠準(zhǔn)確的將故障線(xiàn)路隔離，并不影響其他線(xiàn)路的正常供電。雖然該系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)覆蓋，但由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，在10kV農(nóng)村配電網(wǎng)中具有廣泛的適用性，其在10kV配電線(xiàn)路檢測(cè)中已經(jīng)得到了一定程度的推廣和應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

在10kV配電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中，配電線(xiàn)路故障情況下，自愈技術(shù)沒(méi)有得到實(shí)現(xiàn)時(shí)，只有有效的應(yīng)用配電線(xiàn)路故障自動(dòng)定位與隔離技術(shù)，才能快速的對(duì)配電線(xiàn)路故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，并且對(duì)相應(yīng)的故障區(qū)段進(jìn)行隔離，避免其他區(qū)段的線(xiàn)路受到影響，確保其他區(qū)段供電工作的持續(xù)進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)最佳的供電效果，促進(jìn)電力企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

[1]毛宏斌.10kV配電線(xiàn)路故障快速定位隔離裝置探討[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì),2009,36:188-189.

[2]張威.10kV配電網(wǎng)行波故障定位方案研究[D].山東理工大學(xué),2015.