陈晓杰
（广东电网揭阳普宁供电局 广东普宁 515300）
摘要：随着智能电网建设的不断深入，传统的配电网故障定位技术日渐满足不了实际工作需要，急需探索构建一种新型配电网故障自动定位系统，适应当前智能电网建设。在这里，文中从目前现有配电网故障自动定位方法入手，对这些方法的不足进行简要分析，据此提出建立基于故障指示灯的故障自动定位系统，将通信系统和GIS技术融入其中，以提高自动定位精度，及时确定故障位置。
关键词：故障自动定位；配电网；故障指示灯；GIS技术；通信系统
配电网是电力输送的最后一个环节，其运行是否可靠直接决定着供电安和供电质量。在积极建设智能配电网的当下，如何构建一个与之相适应的故障自动定位系统，成为当前行业内探讨研究的热点课题。对于电力运输而言，建立智能的配电网故障自动定位系统，不仅利于提高供电的可靠性，更利于推动智能配电网建设，促进我国电网建设工作发展。在这种情况下，应当积极开展相关的研究工作，尽快的建立与智能配电网建设相适应的故障自动定位系统。
一、目前配电网故障自动定位方法分析
就目前而言，我国配电网故障自动定位技术研究已经取得了一定成绩，出现了多种配电网故障自动定位方法。第一种：通过继电保护及配合确定故障线路；第二种：在车线路分支上安装熔断器、分段开关，及时确定故障；第三种：在线路上安装断路器、重合器等，确定故障后自动对故障进行隔离；第四种：在线路上安装故障指示灯。前三种方法的主要形式是在线路上安装一次设备，确定故障线路并及时隔离故障。但是实际应用中，考虑到配电网线路的复杂性，安装一次设备的成本大、不易操作，无法在每一条线路及其分支上按照一次设备进行配合，这样一来就不能精确的定位故障线路，虽然在故障定位上有一定效果，但是应用效益并不大。第四种方法不同于前三种方法，安装的是二次辅助设备，成本低，可以大量安装。但是进行故障定位时，需要人工辅助完成，无法实现自动定位。鉴于这样一种情况，考虑在第四种方法基础上融入通信系统、GIS技术，利用这两种技术实现自动定位，减少人工参与，以实现智能化的故障定位。
二、基于故障指示器构建配电网故障自动定位系统
基于故障指示灯建立的配电网故障自动定位系统，以GIS技术、计算机技术和通信系统为基础，以故障指示灯为基础构件。通过在故障指示灯上增设通信功能，实现动作信息的有效传输当故障指示灯检测到故障信后，通过光纤通信或短距离无线通信，将故障指示灯的动作信息汇集在通信终端上，通信终端通过GPRS网络将动作信息传输到中心站，中心站的后台监控系统对动作信息进行分析处理，从而实现对故障线路的自动定位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在本配电网故障自动定位系统中，故障指示灯是主要构件，具备简单、可携带、易维护、成本低、性能稳定等特点，将其与通信系统、GIS等技术结合起来，可以产生新的技术组合，提高故障指示灯的智能化水平，从而创造出更好的利用条件，高效率、高质量的完成配电网故障自动定位任务。
（一）系统构成
本配电网故障自动定位系统主要包括五部分：故障指示灯、通信终端、中心站、通讯系统、自动定位软件。
1.故障指示灯
在传统故障指示灯基础上增设通信功能，当配电网线路出现故障时，故障指示灯迅速被触发，通过发光和翻盘方式进行指引，发光频率设定为次/1.3s。故障的数字信号通过光纤通信传输出去。为了及时检测到线路故障，可以将故障指示灯安装在电缆线路、架空绝缘线、架空裸线等位置上，用于检测短路故障、接地故障。
2.通信终端
通信终端用来传输故障指示灯的故障信号，可以安装在线路各分支点处，便于及时、精准的接收来自各故障指示灯的故障信号。当通信终端接收到故障信号后，通过GPRS网络将信号传输到中心站。出于使用安全、方便考虑，通信终端一般都设置成低功耗，其中架空线路上的通信终端可以采用太阳能供电。
3.中心站
中心站属于后台控制系统，其通过GPRS网络接收来自通信终端的故障信号，并对信号进行分析处理，将处理后的故障信号传输到主站。在中心站运行过程中，需要插入相应的SIM卡，以便及时接收通信终端所传输出来的故障信号。
4.通讯系统
通讯系统是故障自动定位系统内各个设备连接与通信的渠道，在定位系统中的作用至关重要。在本故障自动定位系统中，通讯系统主要承担故障指示灯与通信终端、通信终端与中心站、中心站与主站之间的通信工作。故障指示灯与通信终端之间通过光纤网络传输，通信终端与中心站之间通过GPRS网络传输，中心站与主站之间通过rs232串口进行传输。
5.自动定位软件
故障自动定位软件以GIS为平台进行设计。该软件主要功能是收集分析中心站发出的各种故障信息，对错误进行校正和纠错，之后经过计算和拓扑分析，实现对故障线路的准确定位，显示在GIS地理背景上，帮助运维人员准确查找故障线路位置。
（二）关键技术
1.故障指示器的检测判断依据
在本配电网故障自动定位系统设计与实现中，如何实现对线路故障的有效掌握、检测及反光指引，是一个关键问题。为了确保故障指示灯及时检测到故障情况，需要确定故障指示灯检测判断依据。根据配电网常见故障，对故障检测判断依据进行了分析，具体如下：
短路故障。根据以往经验，当线路的突变量电流值高于300A、线路电流为0、电流突变时间在0.02s-3s时，可以判断线路出现短路故障。在这里，将以上三个条件设定为故障知识定检测短路故障的判断依据。
接地故障。在接地故障检测判断中加入零序电流、电压跌落两个条件，可以很好的提高接地故障检测判断的准确性。
过流或符合电流超载。当线路出现瞬时过流跳闸，没有造成永久短路等情况时，可以确定线路出现过流故障，将以上条件作为故障指示灯检测线路过流故障的判断依据。在配电网中设定一个电流极限值，当负荷电流超过这一极限值时，故障指示灯就可以根据这一标准判断线路出现负荷过载故障。
2.网络拓扑技术
网络拓扑技术在故障线路定位中发挥了重要作用，它的应用是实现故障自动定位的关键。在主站安装基于GIS平台的故障自动定位软件。当主站从中心站接收相应的故障信息后，通过网络拓扑实现对故障信息的校正和纠错，使得故障自动定位更为准确、及时。
3.射频技术
通讯系统主要采用射频技术，可以适时传输与接收故障指示灯传输出来的故障信号。同时，确定故障位置后，能及时的进行隔离，以免产生更严重的后果，造成较大范围停电。
三、结语
综上所述，本文基于故障指示灯构建了智能化的配电网故障自动定位系统，在故障指示灯上增设了通信功能，使故障指示灯在原有功能基础上具有了故障信号通信能力，实现了对故障信号的有效吗传输。而且，本系统采用基于GIS平台的故障自动定位软件，通过拓扑分析可以实现对故障位置的准确定位。根据试验结果，表明本文设计的配电网故障自动定位系统同传统的定位方法相比，具有一定的优越性，与智能配电网相适应，值得进一步研究与推广应用。
参考文献
[1]马俊，何兴昊. 配电网故障自动定位技术中通信技术的分析与研究[J]. 中国电力教育，2013，05：186-187.
[2]唐金锐，尹项根，张哲，杨晨，叶磊，戚宣威，林瑨. 配电网故障自动定位技术研究综述[J]. 电力自动化设备，2013，05：7-13.
[3]杨献智. 中山配电网故障自动定位系统实践[J]. 电气技术，2009，12：103-104.
[4]刘学. 浅谈配网故障自动定位系统技术方案[J]. 电工文摘，2012，05：40-43.
[5]林育锦. 配电网故障自动定位系统的应用研究[J]. 通信电源技术，2014，05：79-80+83.
论文作者:陈晓杰
论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期
论文发表时间:2016/7/4
标签：故障论文; 指示灯论文; 配电网论文; 终端论文; 定位系统论文; 线路论文; 通信论文; 《电力设备》2016年第9期论文;