配网线路运行故障监测定位系统分析

◇科技论坛◇　科技圈向导　２０１３年２９期　配网线路运行故障监测定位系统分析　张怀密胡政李音洁冉军　（重庆市电力公司万州供电局中国重庆４０４０００）　【摘要】配电网络因为分支线多而复杂，在发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，而小电流接地系统故障查找更是困难，人工查找故障　需耗费大量精力，因此能否对配电网线路进行精准故障定位，成为需要解决的问题。故障监测定位技术不仅可提高供电可靠性，减少故障巡线　时间，同时可极大地提高配电网运行稳定性及运行效率。　【关键词】配电；网络系统；故障定位　可以主动上报线路的告警信息和指示器电池故障、信号传输终　Ｏ．引言　设备失效等设备故障信息．系统可以主动实时将告警信　随着国民经济的迅猛发展．城市建设及企业现代化程度不断提　端、电池故障、可根据需　高，用电量日趋加大。为适应城市电网的建设和现代化企业的发展，保　息上报到监控调度中心。告警信息被实时记录到数据库中．要长期保存：可以提供声光告警　证供电系统的安全可靠．同时为了美化环境．节约线路走廊用地，城市　１．２．２灵活传输功能　中原本纵横交错的架空输电网络正逐渐被电缆供电系统所取代。为了　通信方式可选。通信方式的选择与系统工作无关　目前采用ＧＰＲＳ　尽可能减少电缆线路由于故障引发停电的次数和时间．对电缆线路维　　　．护的要求已从最早的事故后维修、预防性维修发展到预测维修和故障　方式上传告警故障信息和下发查询指令。１．２．３数据管理功能　定位。这就要求能够在线监测电力电缆线路的运行状态。以便做出设　系统配置数据、告警信息等全部存储在数据库中．便于统计分析．　备是否需要维修的结论，同时在发生故障后．能够快速定位故障区段。　电力线路运行故障监测定位技术可运用在６～３５ｋＶ电缆线路的　可以按照用户要求生成各种统计报表、图表。根据告警的不同拓扑位　提供数据分析功能　确定故障原因和故障位置。　环网柜、分支箱、箱变、开闭所等电气设备中，用于在线监测电力线路　置和告警类型，１．２．４系统管理功能　负荷运行及故障情况，具有远程传输能力的分布监控、集中管理、即时　通知型的智能化故障管理系统。他是基于数字故障指示器技术、ＧＰＲＳ　可以对主控单元、采集设备、监控点以及操作人员、系统功能等进　行配置；系统日志对系统状态和人员操作做详实记录　通讯技术和ＧＩｓ（地理信息系统）技术为一体的一套自动高效的故障点　１．２．５电池电压管理功能　检查及定位系统。主要用于监测线路上的短路、接地、过负荷、断线、停　电等故障情况．帮助运行人员迅速查找故障点．监测线路负荷电流和　对电池供电电压进行监测，当供电不足时上报告警。　．　１．２．６设备状态定时上报　，　短路动作电流．保存历史数据并绘制曲线，用于事故分析和消隐。　本文介绍了一套系统故障监测定位系统．由主站软件、短信猫、　采用节拍方式．定时上报设备状态．如果通信失败则视为设备故　障　数字故障指示器ｆ检测终端）和通讯主机等几部分组成。　１＿３技术特点　１．系统工作原理　（１）突破模拟普通指示器的技术和ＦＴＵ的标准。无需　和ｃＴ．无　１．１系统工作原理　适用范围广，投入产出比高，运行可靠　数字故障指示器指示器主要安装环网柜电缆进出线上，以实现这　需开关或开关改造，（２）设备运行功耗极低，使用寿命长。指示器从导线自取电，并后备　些线路的在线监测ｆ遥测）、故障检测与定位（遥信），同时在附近安装１　【　台或２台通讯主机（采集器）　指示器和通讯主机ｆ采集器）都带有四字节　全球唯一通信地址，用于通讯主机保集器）对指示器的识别；通讯主机　（采集器）还带有一字节１０１协议通信地址，用于通讯主机（采集器）与主　站之间的地址识别。通讯主机ｆ采集器）ｕ与指示器采用短距离无线调　频组网通信．与主站之间采用ＧＰＲＳ公网通信．可选静态ＩＰ、动态域名　和ＡＰＮ专线．推荐使用ＡＰＮ通道．确保数据和控制安全　当线路正常运行时．通讯主机ｆ采集器）定期轮询每只指示器或由　指示器主动上报．指示器按预设的通讯策略进行应答或上报。将实时　数据发送到通讯主机（采集器）。通讯策略的含义是：指示器采用极低功　耗设计．设计寿命为８年以上．但无线通讯能量较大．不能完全依靠内　部锂电池供电．大部分能量要从高压导线感应取电　当负荷电流大于　２０Ａ时可以完全取到通讯能量．在通讯时可以做到“有问必答”或者定　时主动发送；当负荷电流小于２０Ａ时．只能取到有限的电能．在通讯时　会出现“两问一答”或者定时主动发送的情况．其它时间指示器内部无　线通讯模块都在休眠以减少电池损耗　值得一提的是．由于无线通讯　划分为６４个独立信道．无需对多只指示器进行编码和延时错开时间　发送．对于多只指示器同时发送时也不会存在互相干扰而导致通讯不　上的情况。　当线路出现短路故障时．指示器可以检测到短路故障电流，如果　符合特定的短路故障判据．则本地翻牌显示．并按照预设的时间参数自　动复归．也可以通过主站遥控复归。同时，在通讯主机睬集器）轮询到自　己时将“及时应答”或者立即主动发送动作信息．将动作信号、短路故　障电流等数据发送到通讯主机（采集器）．通讯主机ｆ采集器）再通过　ＧＰＲＳ方式将故障动作信息和故障数据打包发到用户手机或主站系统　由于指示器的本地无线和通讯主机ｆ采集器１的ＧＰＲＳ网络“一直　在线”。并具有双向、随机发起主动通讯的能力．所以主站在召唤通讯　主机　集器）的数据的同时．还可以对通讯主机（采集器）和指示器下发　参数和遥控命令．例如在线修改通讯主机（采集器１和指示器的参数．遥　控ＤＣＵ连接的开关合闸、分闸，遥控通讯主机ｆ采集器）管辖的指示器　闪灯、复归等　１．２系统主要功能　１．２．１主动告警功能　长寿命锂电池．永久免维护：数据采集器从２２ｏｖ电源或者开口ＣＴ　（电缆）取电，可选大容量铅酸蓄电池或聚合物锂电池。５年维护一次　（３）采用量化的短路故障检测方法。监测线路个点的负荷电流、短　路故障电流并实时上报主站系统．并可在线调整短路故障检测参数．　大大提高短路故障检测的准确性　（４）采用量化的接地故障检测方法。对于小电流接地系统，监测线　路个点接地故障稳态零序电流、暂态零序电流并实时上报主站系统．　并可在线调整接地故障检测参数，大大提高接地故障检测的准确性。　（５）本地采用无线调频组网（６４信道自动跳频）。远程采用ＧＰＲＳ网　络通讯，调试方便，免维护或少维护。　（６）指示器和数据采集器安装简单。安装、拆卸简单．本地或远程无　线调试。　（７）经济实用的主站“四遥”功能。主站软件可以实时对现场的故障　指示器和两路电动开关进行“四遥”即遥控、遥信、遥测、遥调操作　。可　实时监测负荷电流和短路动作电流、首半波尖峰电流和接地动作电　流、稳态零序电流和暂态零序尖峰电流（电缆）、线路或电缆头对地电　压、导线或电缆头温度，并与ＧＩＳ系统无缝接口。　２．现场应用效果　这套电力线路运行监测系统的实施可缩小故障停电范围、停电时　间，改善用户用电的环境和条件，满足生产和生活的需求．提高配网供　电能力，增加系统的可靠性，缩短人员查找和处理故障的时间。节省人　力、物力，提高工效和电网运行稳定性。有效地降低损耗．提高电能质　量，在用户不变的情况下最大限度地提高了售电量，增加经济效益　３．结语　该项新技术实施后．对运行中配电线路的故障点及绝缘情况以及　安全可靠性能进行有效地检测，不需人工查线．能对输配电线路故障　点进行准确判断。减少以往要求的停电检测、传统方法带来的繁琐操　作及老的工作程序带来的不安全因素，同时又具有维护费用低、节能、　节资等显著的经济性；达到增产、增效、安全的效益。另外，在提高能源　可供条件，降低社会能耗指标。保障社会安定等方面．具有巨大的社会　效益。所以，在条件成熟的县市级输配电网中积极采用、推广这套线路　运行在线监测系统具有非常重要的现实意义。＿　１３１