10 kV配電網(wǎng)線路故障自動(dòng)定位與隔離技術(shù)

田志忠

摘? 要：10 kV配電網(wǎng)在電能供配過程當(dāng)中難免會(huì)出現(xiàn)一些故障，而因?yàn)槠浞植紡V泛，傳統(tǒng)方法很難在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確確認(rèn)故障的位置，導(dǎo)致故障處理工作效率降低。該文為了在短時(shí)間內(nèi)定位10 kV配電網(wǎng)線路故障位置，且避免故障擴(kuò)散，將對(duì)10 kV配電網(wǎng)的配電線路故障自動(dòng)定位與隔離技術(shù)進(jìn)行相關(guān)分析。

關(guān)鍵詞：10 kV配電網(wǎng);配電線路;故障

中圖分類號(hào)：TM726? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

當(dāng)前10 kV配電網(wǎng)時(shí)常會(huì)由于各種原因出現(xiàn)故障，影響到了電網(wǎng)供電質(zhì)量。為此有研究人員提出了故障自動(dòng)定位與隔離技術(shù)，這樣技術(shù)具有保障配電安全性，在故障條件下還具有避免故障擴(kuò)散的功能，在實(shí)際應(yīng)用中具有很好的作用。

1 10 kV配電網(wǎng)常見配電線路故障分析

10 kV配電網(wǎng)的配電線路主要故障為：接地故障、相間短路等，同時(shí)這些故障通常具有2種形式表現(xiàn)，即暫時(shí)性、永久性，其中暫時(shí)性的故障其動(dòng)態(tài)性表現(xiàn)并不強(qiáng)烈，且影響程度較低，通過簡單的合閘操作，會(huì)等待一段時(shí)間即可恢復(fù)，而永久性故障則完全相反，必須進(jìn)行全面排查、維修才能消除，由于10 kV配電網(wǎng)配電線路分布面積廣，在面對(duì)永久性故障的時(shí)候，依靠人工來進(jìn)行排查、維修，必然需要消耗大量的時(shí)間，說明故障處理效率較低，同時(shí)此類故障在過程中還會(huì)繼續(xù)擴(kuò)散，這與電力維修原則是相悖的，所以要對(duì)此進(jìn)行改善。

2 配電線路故障自動(dòng)定位技術(shù)與隔離系統(tǒng)分析

2.1 故障自動(dòng)定位技術(shù)

針對(duì)人工模式在10 kV配電網(wǎng)配電線路故障定位中的表現(xiàn)，有研究人員提出了制動(dòng)定位技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)可以在沒有人工干預(yù)的前提下，短時(shí)間內(nèi)對(duì)范圍內(nèi)的故障線路進(jìn)行定位，同時(shí)時(shí)刻監(jiān)測故障動(dòng)態(tài)化表現(xiàn)，由此來縮短故障排查的時(shí)間，且給人工維修工作提供直觀、便捷的幫助，說明此項(xiàng)技術(shù)具有較高的應(yīng)用價(jià)值。具體來說，10 kV配電網(wǎng)配電線路故障自動(dòng)定位技術(shù)具有自動(dòng)化監(jiān)測、閾值對(duì)比分析、GPRS通信3項(xiàng)功能，運(yùn)行當(dāng)中首先通過自動(dòng)化監(jiān)測，對(duì)范圍內(nèi)所有電力線路的配電信息進(jìn)行監(jiān)測、收集，形成動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)圖，其次系統(tǒng)將以人工設(shè)定的閾值為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)圖中每個(gè)時(shí)刻的數(shù)據(jù)表現(xiàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某項(xiàng)數(shù)據(jù)超出閾值，則說明其可能存在故障，相應(yīng)啟動(dòng)GPRS通信功能，對(duì)異常數(shù)據(jù)所屬線路進(jìn)行定位，最終再次啟動(dòng)監(jiān)測功能，對(duì)部位周邊相接線路進(jìn)行全面分析，根據(jù)綜合數(shù)據(jù)判斷故障是否真實(shí)存在，如果存在則依照數(shù)據(jù)表現(xiàn)，判斷故障是暫時(shí)性還是永久性的，如果為永久性故障，則通知人工前往定位區(qū)域進(jìn)行維修即可。此外，在人工維修過程當(dāng)中，故障自動(dòng)定位技術(shù)依舊會(huì)對(duì)故障線路進(jìn)行監(jiān)測，確保人工維修的全面性。

在結(jié)構(gòu)與運(yùn)行流程中，故障自動(dòng)定位技術(shù)主要由故障指示器、IPU（顯示系統(tǒng)）、CM200（服務(wù)器）、工作站組成，其中工作站內(nèi)具有信息通信、用戶監(jiān)控功能。在此條件下，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障，將首先啟動(dòng)故障指示器，相應(yīng)指示器會(huì)亮起紅色燈光，同時(shí)編譯一條無線調(diào)制編碼信息，將其發(fā)送到IPU處，其次在IPU接收到無線調(diào)制編碼信息之后，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行編碼解調(diào)工作，解調(diào)之后將會(huì)得到故障定位信息，即地址信息，再次通過CM200將定位信息發(fā)送到工作站處，由工作站的通信接口（104規(guī)約接口）接收，形成動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)圖，最終在工作站處，因?yàn)橥ㄐ沤涌谥械男畔⒃趥鬏斶^程當(dāng)中可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，所以會(huì)將信息發(fā)送到內(nèi)部計(jì)算機(jī)處，通過計(jì)算機(jī)對(duì)信息內(nèi)涵進(jìn)行校正、邏輯運(yùn)算等，并接通GPRS通信功能連接到電子地圖，圍繞定位信息對(duì)故障位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

2.2 故障隔離系統(tǒng)

因?yàn)橛谰眯怨收暇哂休^強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性，其在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)擴(kuò)散，對(duì)周邊配電線路造成巨大影響，同時(shí)給維修工作帶來阻礙，所以為了避免這一現(xiàn)象，有必要針對(duì)10 kV配電網(wǎng)配電線路故障，采用故障隔離系統(tǒng)來阻止其擴(kuò)散。目前，常見的故障自動(dòng)隔離系統(tǒng)主要由2個(gè)部分組成，即微機(jī)保護(hù)測控、具有通信功能的饋線自動(dòng)化開關(guān)，其中微機(jī)保護(hù)測控同時(shí)具備監(jiān)測、控制2種功能，在配電線路故障條件下，其可以對(duì)監(jiān)測范圍內(nèi)的所有電源干線對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)進(jìn)行劃分，劃分邏輯為配電線路與故障位置的距離，相應(yīng)得到3個(gè)分區(qū)，即故障區(qū)、故障下游區(qū)、上游區(qū)，相應(yīng)啟動(dòng)控制功能，對(duì)故障區(qū)進(jìn)行開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)故障隔離;對(duì)故障下游區(qū)進(jìn)行斷路器控制，用于故障維修時(shí)斷電、維修完成后恢復(fù)供電;上游區(qū)一般不會(huì)受到故障區(qū)牽連，所以無須進(jìn)行維修，但劃分出上游區(qū)的目的在于：避免人工維修范圍不合理，降低工作負(fù)擔(dān)。

3 實(shí)例分析

3.1 實(shí)例概況

某實(shí)例地區(qū)電力建設(shè)較早，所以區(qū)域內(nèi)存在大量10 kV配電線路，分布結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，人工很難直接進(jìn)行定位，所以在應(yīng)用自動(dòng)化定位技術(shù)、隔離系統(tǒng)之前，其電力故障維修時(shí)長、難度等表現(xiàn)不佳，有必要進(jìn)行改善，隨之該地區(qū)電力單位，為了改善這一現(xiàn)象，決定采用自動(dòng)化定位技術(shù)、隔離系統(tǒng)，但為了校驗(yàn)2項(xiàng)技術(shù)的有效性，針對(duì)區(qū)域內(nèi)一座變電站的配電線路進(jìn)行了測試，即在2條線路上，安裝了隔離線路故障饋線自動(dòng)化開關(guān)。圖1為實(shí)例隔離線路故障饋線自動(dòng)化開關(guān)安裝示意圖。

3.2 應(yīng)用分析

根據(jù)實(shí)例地區(qū)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先其線路故障饋線自動(dòng)化開關(guān)由真空負(fù)荷開關(guān)、電源變壓器、故障搜查器組成，在暫時(shí)故障當(dāng)中（包括瞬時(shí)性故障），系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行線路保護(hù)，使變電站側(cè)開關(guān)跳閘，同時(shí)跳閘后因?yàn)榫€路內(nèi)無電力，所以會(huì)激活真空負(fù)荷開關(guān)，使其自動(dòng)分閘5 s，隨之變電站重合閘開關(guān)出現(xiàn)合閘動(dòng)作，在合閘條件下，線路重新通電，相應(yīng)激發(fā)真空負(fù)荷開關(guān)合閘，合閘延遲時(shí)間為1 s左右;在永久性故障當(dāng)中，系統(tǒng)同樣會(huì)對(duì)變電站側(cè)開關(guān)、真空負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行控制，控制動(dòng)作與上述相同，但當(dāng)變電站開關(guān)跳閘5 s并合閘之后，真空負(fù)荷開關(guān)會(huì)對(duì)所有線路的開關(guān)檢修檢查，確認(rèn)開關(guān)是否有電，如果有電則說明為正常段，相應(yīng)進(jìn)行合閘，而針對(duì)故障段則進(jìn)行合閘，由此實(shí)現(xiàn)故障隔離。以圖2E點(diǎn)為故障段進(jìn)行分析，其中E為故障區(qū)、G、F為上游區(qū)、D為故障下游區(qū)，在此基礎(chǔ)上，當(dāng)E點(diǎn)發(fā)送故障，其3號(hào)開關(guān)會(huì)自動(dòng)合閘，相應(yīng)恢復(fù)供電，而當(dāng)遭遇永久性故障，導(dǎo)致上述處理方法無法修復(fù)時(shí)，借助線路故障饋線自動(dòng)化開關(guān)通信功能，電力單位的工作站成功監(jiān)測到了故障問題，且站內(nèi)故障指示器及時(shí)亮起紅燈，以通知人工前往處理。

綜上所述，配電線路故障自動(dòng)定位技術(shù)和隔離系統(tǒng)可以判別故障類型、對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，通知人員前往處理，避免故障擴(kuò)散，相較于以往工作，優(yōu)化了故障排查效率、減輕了維修工作的負(fù)擔(dān)，對(duì)于地區(qū)供電質(zhì)量有保障作用。

4 結(jié)語

該文主要對(duì)10 kV配電網(wǎng)配電線路故障進(jìn)行了分析，了解了故障類型、排查難度等，說明傳統(tǒng)人工模式存在缺陷，有必要進(jìn)行改善，隨之對(duì)自動(dòng)定位與隔離技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)分析，了解了其功能、結(jié)構(gòu)等信息。最終為了驗(yàn)證該文分析內(nèi)容有效性，結(jié)合實(shí)例，根據(jù)其測試數(shù)據(jù)確認(rèn)自動(dòng)定位與隔離技術(shù)可以應(yīng)用于實(shí)際工作當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)

[1]吳錦.10kV配電網(wǎng)中配電線路故障自動(dòng)定位與隔離技術(shù)的應(yīng)用[J].硅谷，2014（20）：129.