10kV配电网故障定位系统研究与应用

10kV 配电网故障定位系统研究与应用

摘要：在整个电力系统中，配电网处于最末端的位置，运行过程中的故障直接影响着供电的安全性、可靠性及电能质量，与电力用户用电关系密切，所以研究配电网故障点的迅速查找与隔离有着巨大的现实意义。本文针对10kV 配电网接地短路故障设计了一种新型的配电网故障定位系统，简述了该系统的设计理念与实现，以及故障自动定位过程。运行实践证明，这一系统在10kV 配电网发生故障后，能够快速的帮助检修人员准确的找到故障点。

关键词：10kV 配电网；故障点；查找与隔离；故障定位系统

中图分类号：TM76 文献标识码：A 随着经济社会的发展，电能的使用越来越多，对供电的安全可靠和电能质量提出了更高的要求。配电网是电力系统构成的最后一部分，由铁搭、变压器、配线路、无功补偿电容等设备组成，与电力用户直接相连，其中任何一个设备、一条线路发生故障，都会导致与其相连的电力用户停电，带来了负面影响是无法估量的。特别是配电线路一般较长，南方地区夏季雨水较多，配电网易受雷雨天气影响而发生故障，针对南方电网的这种特点，如何建立一个适合的配电网故障定位系统，实现对故障点的迅速查找与隔离，减少停电面积，仍是南方供电企业要考虑的重点问题。研究10kV 配电网故障定位系统，不仅利

用供电企业实施故障检测，也利于实现配电网络自动化，对智能电网建设的影响重大。

一、10kV 配电网线路特点

作为配电网的一种型式，10kV 配电网线路有着自身独特的特点，决定着该配电网故障定位系统的设计思路与实现。第一，10kV 配电网线路分支较多，且分支又能产生子分支，往往有数十代之多，信号随着一代代分支的出现而不断衰减，加大了故障检测难度；第二，10kV配电网的杆塔多是石灰杆，若发生接地故障，电阻数值会加大到几千欧，有时甚至达到几十千欧，但是故障信号却较弱，不容易检测到；第三，通常配电线路越长，线路的对地电容越大，而对地电容对注入交流信号具有分流作用。10kV配电网线路一般都较长，这样一来，对注入交流信号的分流作用也会变大，故障信号将会越来越弱，为故障点定位带来了难度。

二、10kV配电网故障定位系统设计思路与实现

（一）设计思路

实用的10kV配电网故障定位系统要求在满足故障定位检测的基础上，使用更方便，基于这样的要求及10kV配电

网线路特点，提出建立一种无源的实用型故障定位系统，主要利用中心主站系统、故障信息采集系统和故障指示器来查找故障点。故障指示器在配电网中，主要负责指示故障电流通路，可根据故障检测的种类显示不同的报警形式，便于检修人员第一时间确定故障类型。中心主站系统、故障信息采集系统，能够对配电网线线路故障

进行实时监控，快速定位故障发生区间，显著降低了故障查找和处理时间。

（二）自动定位原理在配电网发生故障后，故障指示器自动检测到线路故障信息，并给出故障信息节点动作信号，故障信息监控终端针对故障信息进行分析、编译等，然后通过光纤信道将信息传送到后台，再进行纠错、补漏等工作，之后利用拓扑分析与计算准确的找到故障通路，故障位置会自动的显示在地理信息系统上相应的地理位置上，这样就找到了故障点发生的实际地理位置。

（三）故障监控终端硬件设计故障监控终端是基于故障指示器和通用分组无线业务基础上建立的，采用的设计思想是分布式模块化，把系统分成了电源控制模块、中央处理器核心模块、通信模块、故障检测模块、射频模块、输入-输出模块等六大部分。其中，中央处理器核心模块是整个系统的运行中心，负责数据处理与转发，即对下采集射频模块发出的故障报警信息，对上与通用分组无线业务进行通信，将故障报警信息传输到主站。

系统采用了16位芯片（MSP43OF54 38A）,这一芯片具有功

耗低、运行可靠稳定及外设丰富等显著优势。在取能CT 上选用了速饱和材质，若发生电路电流高于设置值时，取能CT 则深度饱和，使得整个终端系统不会因为电流过大而出现严重过热问题。用两个电容量120F、2.7V 的电容串联组成超

级电容，若遇到线路失电情况，系统还可以继续运行约5 分

钟，为故障报警信息上传创造了时间。即使配电网发生故障

而造成停电，也保证了故障报警信息能够上传到主站。

（四）故障监控终端软件设计基于故障检测终端系统的整体结构、设计原理及信号流向，确定本系统软件程序应包括多功能模块的初始化、A/D 采样程序、射频收发程序、通用分组无线业务远程通讯程序及故障判定程序。在程序编写上要以各模块的具体功能为依据，进行必要的编译和调试。

三、10kV 配电网故障定位系统的运行实践为了验证本故障定位系统的实用性和有效性，把这一系统应用到了南方某地10kV 配电网线路故障检测工作中，对故障指示器动作、主站故障拓扑与显示、查询及定位结果汇报等内容进行了试验。运行试验表明：该系统能够快速的检测到线路故障信息，并将故障信息准确的传输到主站，让检修人员在较短时间内找到故障发生地点，进行故障隔离处理，与过去相比，查询与隔离故障的时间大约缩短了1.5h ，极大的提高故障定位效率，减少了停电面积。可见，本系统在10kV 配电网线路故障检测中有着较好的表现，运行实践效果良好，可以推广使用。但是，仍然需要不断的进行研究，使这一系统日益趋于完善，更好的满足南方电网供电安全可靠的需求。

结语

综上所述，为增强10kV 配电网故障定位的准确性、快速性及自动化程度，设计建立了本文提及的新型配电网故障定位系统。随着配电网复杂性越来越高，对故障定位系统的智能化要求也会不断提高，应在运行实践中积极的开展研究活动，促进配电网故障定

位系统技术水平的不断提高。

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