摘要：目前，人民生活水平和生活质量有了很大提高，对电力的管理更加严格。因此，规定各电力企业应在保证电力自身安全和效率的前提下，研发出更为适宜的故障检测设施和体系等，以提高供电的可靠性和效率。本文探讨了配电线路监测与故障定位系统及其应用。
关键词：配电线路；监测；故障定位
当前，配电线路故障定位相关技术得到了较大的提升，并在各方面得到了广泛的应用。该技术不仅能快速发现配电线路的各种故障，而且能提高电力企业配电线路维护工作的相应效率和质量。同时，该技术的应用也能帮助配电线路检修人员研究和评判引起故障的各种因素，消除这些故障，保证供电本身的效率和安全，为电力领域的长期进步和推广打下了坚实的基础。
一、配电网线路特点
配电网线路有着其自身独特的特点，决定着该配电网故障定位系统的设计思路与实现。首先，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；其次，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，但故障信号却较弱，不容易检测到；最后，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。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，从而为故障点定位带来了一定的难度。
二、系统组成
系统主要由故障指示器（包括采集单元、故障汇集单元）、无线通信系统和后台主站系统组成。采集单元作为传感器，实时采集线路运行状态的数据，并将数据完整传输到汇集单元。汇集单元作为通信终端，将接收到的数据发送到主站。主站对采集到的数据进行综合分析判断后确定故障区段，具有报警显示、报警短消息转发、故障统计检索和查询等功能，有效缩短故障排查时间，有效提高配电网供电可靠性。该系统除能快速、准确地在线检测接地故障、短路故障和线路负载外，还可监测线路电流谐波、电场强度、线路温度等。
新型智能故障指示器能采集线路的多种运行状态，具有远程通信功能，包括采集单元和汇集单元。采集单元为架空型，采集配电线路的电流（包括负载电流、故障电流、过限异常电流）、电场强度、线路温度等信息。同时，采集单元采用低功耗设计，能实现节能环保。采集单元采集线路数据，并将数据传输到汇集单元，汇集单元将采集单元上传的数据汇总并集中处理后，上传到后台主站系统。
配电线路监测与故障定位系统主站具有监测线路状态、定位故障区段、管理维护等功能。它是实现系统与用户互动的平台，由采集前置服务软件、Web客户端服务软件、数据库系统等组成。通过对汇集单元上传的数据进行综合分析，可实时监测各监测点的负荷电流、电场强度和线路温度等变化情况。当发生短路和接地等故障时，主站系统可通过采集故障记录波形和数据，对全线进行分析、处理和判断，从而显示线路的故障类型和故障区段。通过语音、图像和弹窗提示故障，将相关故障信息发送到相关人员的手机上，有效快速地找到故障点，缩短停电时间，从而提高配电网供电的可靠性。
三、配电线路故障定位系统工作原理
配电线路故障定位系统主要用于相间或单相接地短路故障点的检测，故障指示器启动，给出红色显示，同时发出一无线调制编码信息，IPU接收到线路上指示器发来的信息后，先解调、解码，再将IPU的地址码信息及指示器的编码信息综合后，最后经过编码调制后发射出去。安装在监控中心的数据处理及转发系统（CM200），接收到IPU发来的信息后进行解调，解调后的信息送通讯主站进行解码处理，然后通过104规约接口，将信号传送给监控中心的计算机，线路故障计算机信息系统将收到的所有含有地址码信息的数据进行综合处理，包括纠错校正和逻辑判断运算，对故障通路定位、并在电子地图中标识出来，据此维修人员可直接到故障点排除故障。
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四、在配电线路检测及故障定位体系中的各类功能
1、检测线路状况。主站系统可随时检测所有配电线路的运行状态，如线路温度、电场压力、过载电流等，也可检测各种故障指示器的运行状态，存储所有检测站运行状态下的原始数据，在设施运行异常时，能随时报警，依靠短讯、声响等各种方法要求维修人员立即查找和处理各种故障。
2、故障监测、判断和定位。主站系统借助各检测站发送的故障信息，经过全面研究和评判后，采用故障定位，并采用动态方法突出配电网中的故障相关情况。存储原始故障信息和故障录波信息，为各种故障的解决提供参照。为了提高单相接地故障的判断准确度，该体系采用两种新的接地故障现场识别方法，即零序电流下的单相接地故障和上下游通信下的单相接地故障。
3、故障波形的显示与分析。当发生接地故障时，故障指示器监测接地故障发生后的本地翻盘：故障指示器主动将波形数据传输到主站系统，主站在接收到波形数据后，经计算分析后给出结果，准确定位故障区段，并将其显示在配电网拓扑图上，以便操作人员和维护人员及时找到故障点。主站系统还能保存各监测点的历史故障录波文件，从而为运维人员进行接地故障分析提供依据。
4、故障通知。在发生接地或短路等相关故障后，主站系统不仅在PC终端组装的配电网拓扑图中突出显示各种弹窗警示、故障位置、故障列表等各类警示讯息，还可向维修人员发送信息，突出显示配电网中的各种故障信息及其部位。
5、资源管理和维护。主站系统除了基本的故障管理、定位和通知外，还能对整个配电网变电所、线路、总线、采集单元和汇集单元进行整体的管理和维护，并能导出各种数据报告。
6、安装位置。①安装在变电所出口处，能判断故障是内故障还是外故障；②安装在用户专用设备的高压引线处，能判断故障是否由用户引起；③安装在长线路的中、支线上，能判断故障线路或分支；④安装在架空和电缆线路的连接处，能判断故障是否发生在电缆段；⑤安装在高压柜或电缆分线盒上，能指示故障线路。
五、配电线路检测及故障定位体系中的各类构成
该体系包括故障指示器、无线通信系统、后台主站系统等。①采集单元突出传感器的功能，可随时采集线路运行状态的相关值，并将所有值传送给汇集单元。②汇集单元突出通信终端的功能，对接收到数值进行处理后，传送到主站。③主站对采集的各数值进行全面的研究和评判，确定故障位置，其具有报警、短讯传输、故障查找等功能，可缩短故障监测所需时间，能全面提高配电网自身供电的效率和可靠性。
该系统不仅能快速、准确地在线监测各种接地故障和线路负荷，还能检测电场压力、线路温度等相关情况。新型智能故障指示器能采集线路中的多种运行状态，具有通信和远程传输功能，主要由采集单元和汇集单元组成。采集单元为架空式，可采集配电线路中的电流、线路温度、电场压力等各种信息。在低功耗设计的帮助下，采集单元突出了维护环境和节能等优势。采集单元采集线路中的各数值，并将其传输给汇集单元，然后汇集单元将采集单元传输的各种值进行汇总，并在总体实施处理后，在将其传输到后台主站系统。
六、结语
配电线路监测和故障定位系统主要用于监测架空线路运行、短路和接地故障，它是一种具有远程通信能力的分布监测、集中管理和即时通知型的智能管理系统。
在非故障情况下，能实时监测线路负荷运行情况，防止线路过载或重载，从而优化一次网架结构，及时消除隐患；在发生故障时，通过对主站的分析判断，及时将故障信息传递给相关的运行维护人员或后台报警，帮助运维人员快速找到故障点，及时处理故障恢复供电，进而有效提高供电可靠性，保护架空线路的安全稳定运行，并加快线路故障的排除速度。
参考文献：
[1]王刚.配电线路监测与故障定位系统及其应用[J].大众用电，2017（09）.
[2]徐春盛.配电线路监测与故障定位系统以及应用研究[J].数字化用户，2018（52）.
论文作者:谭福鑫
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
标签：故障论文; 线路论文; 单元论文; 主站论文; 指示器论文; 系统论文; 信息论文; 《电力设备》2019年第2期论文;