摘要：10kV配电网是电力系统的重要组成部分，和用户直接接触，在运行过程中抵御恶劣环境或外力破坏能力较弱，易造成停电事件，给电网和用户均带来较大损失。本文分析10kV线路故障分析的同时，对现有自动化设备进行深度发掘，找出故障快速定位的方法，提升故障恢复水平。
关键词：10kV配网；故障分析；故障定位
一、前言
随着社会经济的快速发展，10kV配电网建设规模也在不断增大，10kV配电网作为高压电网和用户之间的供电桥梁，已成为城市和农村的主要电网骨架，每条10kV主干线上均或多或少的T接着不同数量的分支线，而各分支线可能又分流出下级支线或挂接着负荷密集的配变变压器，其运行状况受负荷水平、外部自然环境和电网设备质量等因素影响，一旦出现停电情况，将给用户生产和生活带来巨大的影响。
二、配网现状分析
10kV配电网多以架空线为主，接线方式主要为单端供电的辐射状结构，或为闭环结构开环运行，表现的主要问题为线路负荷分布不均匀、线路供电半径过大、导线截面小、网络单薄、接线杂乱、转供能力差、故障率高，供电可靠性低等。影响配网运行的因素种类繁多，主要有台风、暴雨、雷击、洪水、覆冰、地震、山体滑坡等自然因素，设备质量不合格、安装工艺不过关、运维不到位、设备老化等企业管理因素，以及野蛮施工、树木压线等外力破坏造成的外在因素等。
目前随着电网自动化水平的不断提升，配网故障均会在调度自动化系统中反应出10kV母线接地，或10kV间隔开关跳闸等信号。尤其发生单相接地故障时，故障位置难以准确定位，接地故障不但会危及设备运行、引起线路跳闸，还会引起火灾和人畜触电事故，造成安全隐患。值班调控人员通过简单的接地试拉进行判断，仅能确定故障主线，而具体故障点则需要配网抢修人员进行现场巡线，抢修人员往往通过多年的运行经验，优先排查故障率较高的的区域，一旦运行经验失去作用时，运行人员不得不面临着全线巡线的的尴尬境地，而配网线路供电半径大、分布区域广泛、地形情况复杂，尤其部分分支线供电路径存在相背而驰的情况，给故障快速恢复带来巨大的困难。
通过实际运行分析发现，配网故障处理的全部流程中，“查找故障”在整个故障流程中耗时最多，约占55%，因此为了更迅速、更准确的查明故障，则必须派出更多的人员分组行动，全面开展故障排查，但此种方法往往要花费很大的人力物力。因此为了更加高效的排查故障，可充分利用现代电子技术构建配电网在线监测系统，实现配电网故障数据实时上传，提升电网故障研判和快速定位水平，协助抢修人员迅速赶赴现场，排除故障，及时恢复正常供电。
三、配网故障定位分析和应用
1、故障指示器定位分析
故障指示器是安装在配电线路不同位置的末端传感器，当线路发生故障后，指示器检查故障信息，将采集到的故障信息发送给信号采集装置同时给出闪灯和翻牌指示。主站系统通过调用故障指示器实时故障信息，进行人工辅助决策，同时运维人员也可通过手机短信查看翻牌信息，定位翻牌区域，迅速响应，排除故障。
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2、智能开关定位分析
随着智能配电网建设规模的不断扩大，具备“三遥”功能的智能开关在减少停电范围上发挥了重要的作用，智能开关能够实现故障区域自动隔离，当支线发生单相接地、相间短路故障时，根据电流保护原理，智能开关可先于变电站间隔开关保护动作跳闸，自动隔离故障线路，减少停电范围，同时针对线路瞬时故障，能够延时重合，迅速恢复瞬时故障后的电网供电。针对永久性故障，运行人员可直接根据智能开关动作情况，确定故障区间，缩小巡线范围。
3、打破专业壁垒，实现精准定位
随着现代科技的不断发展，故障指示器和智能开关的性能也在不断提升，已在一定程度上实现故障定位，但仍有部分情况无法满足定位要求，如配网线路中性点经消弧线圈接地方式，由于经过消弧线圈接地的线路电气特征量很小，很多时候无法有效的判断单相接地故障，可能会出现故障漏报误报现象；或由于配网线路接线方式的错综复杂，智能开关上下级保护配合不能完全匹配，导致开关出现拒跳或抢跳的情况；也可能因为配网智能设备安装时未经过科学论证，安装地点较为随意，导致监测点并不能发挥应有的作用，降低监测精准度等。
为了实现配网故障的精准定位，通过对故障指示器和智能开关主站系统的深度挖掘，发现配网故障发生后，即使故障指示器或智能开关没有发生相应的动作或指示，但是主站系统中监测点A、B、C相“对地电场”、“接地电流基准”均会发生突变，通过该参数的变化，可以判断该监测点监测区间或监测点后段存在故障，同时可以通过观察该监测点下一级参数变化情况进行判断，若下级监测点没有发生变化，则可判断故障区间为两个监测点之间的配网设备。
由于现场安装的监测装置数量有限，针对部分供电半径较长的线路，即使确定了故障区间，抢修人员依旧需要面对较大的巡视区间。为了进一步提升故障定位的准确度，我们打破专业壁垒，通过营销专业的用电采集系统，引入配电变压器的电压、电流信息，结合PMS2.0专题图系统，列出故障区间内所有的配电变压器，利用用电采集系统实时数据，逐一排查本区间内各个配电变压器的的运行工况，导出该区间内所有变压器的异常参数，通过电压缺相、相序异常报警、电压异常报警，电流异常报警等信号，排查可能的故障台区，给抢修人员指明配网故障的“最后一公里”。
四、智能监测点的选点分析
配电网故障的精准定位主要取决于智能监测设备，监测点的选取尤为重要，应经由专业技术人员和熟悉电网状况的运维人员共同研究，结合电网实际状况合理规划。
1、主线是一条配网线路的主心骨，功率输送的主通道。主线的故障即使隔离后，后段仍有干线以及支线上的大量用户停电，要等故障排除后才能恢复供电，因此主线故障精准定位至关重要。目前，线路上普通电杆的档距一般为50-80米，因此为保证目标精度≤2km以的要求，制定主线上终端的安装间距定义为10-20根杆，且主线#1杆必须安装故障指示器，否则会出现终端无法监测到的死区。
2、支线是T接于主线上的分支线路，在拓扑结构上的特点决定了支线#1杆开关对于隔离故障有天然的优势。故障发生在支线上时，如果能够快速定位到故障点，就能够隔离该支线而恢复对线路主线及其余支线上用户的供电。因此支线#1杆必须安装一台智能终端，如果支线长度大于2km，则可酌情按照10-20根杆的间距增设终端。
3、经过山区的线路段，由于树木多、易遭雷击，故障率比较高。因此必须在山区线路段的首段和末端，各设置一台终端，保证该山区线路段故障时，能够第一时间被定位。如果山区路段线路长，也应按照10-20根杆的间距增设终端。
五、结束语
提高配网故障快速定位，是提升故障处理水平的有效手段，本文从工作实际出发，打破专业壁垒，最大限度的缩小故障区间，为故障的快速隔离和排除提供行之有效的解决措施，有效提升故障恢复效率，降低停电时户数，提升用户满意度。
论文作者:杨光,何伟强,金尉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：故障论文; 支线论文; 线路论文; 指示器论文; 智能论文; 电网论文; 主线论文; 《电力设备》2018年第19期论文;