配电线路新型故障定位系统

配电线路新型故障定位系统

发表时间：2017-05-15T15:53:57.063Z 来源：《电力设备》2017年第4期作者：蔡对

[导读] 配网架空线路因其线路长，分支多，网络结构复杂，易受外力及自然环境影响等原因，成为最容易发生故障的环节之一。

（广东电网有限责任公司惠州惠东供电局广东惠州 516000）

摘要：在早期电网建设时，更加重视的环节是发电和输电，配电和用电环节往往被轻视。近些年国家为配网投入了大量资金进行城网和农网改造，改造了大量线路、开关和变压器等，从硬件方面对配网进行了升级以提升配网的自动化水平。但是，配网架空线路因其线路长，分支多，网络结构复杂，易受外力及自然环境影响等原因，成为最容易发生故障的环节之一。新型故障定位系统，以自拟和全波形识别和相关性对比分析法为主，辅助以信号源法，实现了检测准确率100%，解决了接地检测故障定位的难题。本文对此系统进行简要的分析。

关键词：配电线路；新型；故障定位系统

引言

配电网络是当前我国城镇配电的主要类型，它在实际供电应用中发挥着重要作用，但是，不可忽视的是这种供电方式的明显缺陷就是供电效率和供电稳定性难以确保，因此就需要在日常供配电中加强检修维护工作，及时发现配电线路中存在的故障问题，进而采取有效措施予以解决处理，配电线路故障定位技术可以准确定位故障发生位置，提高配电网络运行的安全性和可靠性。

一、故障定位系统含义

故障定位系统由故障检测装置、数据转发站、GSM/GPRS中心站，主监控站和通信系统组成。在整个通信系统中，从故障检测设备到数据转发站之间的短距离无线传输系统、数据发站到GSM/GPRS中心站的GSM（手机短消息）传输系统和到主站之间的串口信息传输来完成的。如果采用单相接地的中性点不直接接地系统时，还应该增加一个不对称的电流源，为防止单相接地故障发生时，这样故障的探测信号会自动向系统注入。配电线路的故障自动定位技术在近年来有着较快的发展，并且也取得了非常明显的技术优势，在应用方面，不仅可以有效的提高故障的诊断维修效率，同时也能够更好的减少故障发生的几率，因此其应用也备受人们重视。然而在应用的过程中也存在着一些问题和不足，进而也直接影响了配电线路故障自动定位技术的应用质量，同时对电力企业也有着很大的影响。

二、新型配电线路故障自动定位系统

故障自动定位系统由探头、通信系统和监控中心三部分构成。探头在线路各分支线上安装，能够即时收集到短路故障信息，通信系统将信息反馈给监控中心，实现线路故障的自动定位。当前应用的故障检测主要有故障指示器和线路馈线终端设备，故障指示器相比于线路馈线终端设备，其精度和功能都有些不足，但却有着投资小的优点。线路馈线终端设备最然指示灵敏度高，并且适合现代数字化数据传输需求，但其造价和成本却较高。因此，在配电网建设中，需要根据需求和资金现状综合选择，以最经济的方式获得最优的故障定位效率。结合GPRS通讯技术和故障指示器的基础上实现的线路故障监测系统则可以快速的完成线路故障的自动定位，进而有效的提高配电网的供电可靠性。配电线路故障自动定位系统通常运用在检测相间和单相接地短路故障环节中，在开启了故障指示器的时候，其指示灯会呈现出红色，此时线路上的故障指示器会发出一个会被IPU所接受的无线调制编码信息，然后经由IPU进行一系列的解调解码操作，然后在综合了指示器所发出的编码信息和其地址信息之后，在发送至监控中心，这样安装在监控中心的数据处理和转发系统会对IPU发送过来的信息加以接受，随之进行解码处理，然后再通过104规约接口向监控中心的计算机传送之前处理完成的信号，在计算机接受以后在即使对其信息数据进行综合处理，其中涉及对错误信息的校正以及逻辑判断的运算，最后再根据综合处理结果将其故障通路定位标记在电子地图上，这样维修人员就能够结合电子地图中展现出来的故障分析结构来完成对故障的处理和排除工作。

三、配电线路新型故障定位系统的具体应用

1、整体方案

本系统由监控中心、指示器和通信主机组成。监控中心包含服务器和监控软件；指示器沿线路每间隔一段距离挂接一组、每组3只；通信主机安装在线杆上把周围90m范围内的指示器信息收集起来，通过光纤、有线、无线或公网的方式发送到监控中心。

2、故障检测工作原理

第一，短路故障判据。短路故障因为特征非常明显，所以判据比较简单，为电流突变自适应判据，具体条件如下：It≥所设定的启动值；It为突变电流值，根据线路的实际情况设定。I=0；I为线路故障后电流值。0.02s≤∆T≤3s；∆T为电流突变时间。指示器短路判别需满足如下逻辑特征测试条件。第二，接地故障检测判据。首先，架空型（自拟和全波形识别和相关性对比分析法）。全波形识别和“相关性对比分析”，是指示器接地判别的主要新判据，当指示器采样到现场信号时，会随时根据算法过滤产生出“相关性”信号，此信号与经验接地特征相比较的拟真度，即可得出是否是接地故障。自拟和指的是波形自动对中比较，这也是脸谱和指纹识别中的关键技术，借鉴用到的新型故障定位系统里，解决了全波形识别模型判据的实用性问题，因为如果没有波形的自动对中，就不会产生正确的分析比对结果。另外，指示器还辅助以“瞬时信号”无源法附加判据，增加检测的可靠性。瞬时信号法是大家都所熟知的，它可检测接地电阻小于200Ω的瞬时性接地故障和永久性接地故障，其判据总结有如下三点：线路中有突然增大的暂态电容电流＞2A；接地线路电压降低3kV以上；非接地线路电压上升2kV以上。其次，电缆型（零序电流法）。指示器检测用户电缆中的零序电流，当线路中零序电流达到或超过接地电流启动报警值时（可根据用户要求在出厂前进行设定），指示器的报警信号通过光纤传到显示面板和通信终端，显示面板接收到接地故障信号后实现就地报警指示，通信终端把信息传到监控中心。第三，接地故障兼容信号源法检测判据。信号源法也是目前指示器主流检测方法之一，其检测单相接地故障的原理就是当小电流接地系统单相接地故障时，通过手段使故障线路上产生不对称电流信号（即人为把接地故障时不明显的信号放大）的特征来实现故障选线和故障点定位。本系统也同时兼容此方法，当检测到信号源的特征信号时，也会响应报警等。

参考文献：

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