摘要：通过对提高广能公司各矿区供电可靠性技术研究，采用配网自动化故障诊断技术，和基于可变负荷柜的“一遥”配网故障精确定位，建立起面向实时的配电抢修应用系统平台，使各种故障能及时发现、及时定位、切换、隔离、报警和及时抢修恢复，进而减少故障时间，缩小停电范围，缓解安全供电压力，显著提高安全运行管理能力。
关键词：配网故障；自动诊断；精确定位；可靠供电
前言
电是煤矿生产所用的必需动力源，供电的可靠性是矿区安全生产管理的重要保障，故障自动诊断是快速抢修、及时恢复供电的有力保障，是关系到矿区配电设备的安全和配电系统连续可靠运行的基础。结合矿区供电的特点，安装后台主站系统，接入终端设备，利用“一遥”故障指示器检测短路和接地故障，实现配网管控一体化平台，为故障抢修提供及时准确的故障位置和辅助决策信息，从而快速应对、处置突发配网事件，全面提升配网故障抢修速度，达到配网故障抢修工作的社会效益、经济效益和管理效益最大化，同时，对提升矿区供电安全有着十分重要的意义。
1 提高矿区供电可靠性技术研究
作为为煤矿安全生产提供动力源的供电系统，除了采用必须的双回路供电模式之外，还应在供电线路故障时能够及时发现，准确定位、隔离故障点，进而快速处理，恢复正常供电模式。
要达到这个目的，就要在智能电网的基础上，以“一遥”为平台，采用配电自动化终端设备，通过专网通讯传输，为故障抢修提供及时准确的故障位置和辅助决策信息，极大地缩短故障从发现、隔离、处理，到恢复正常供电状态的时间，从而最大限度地确保矿井的安全生产和煤矿职工的生命安全。
2 10KV电网故障快速诊断技术研究
电网故障自动化诊断可以采用“‘一遥’故障指示器+‘一遥’数据转发站+可变负荷柜”组合予以实现。
2.1 “一遥”配网故障精确定位系统
“一遥”监测系统是基于智能故障检测技术、无线通信技术、自动化控制技术于一体的一套自动高效的配网设备实时在线检测系统，可实现短路、接地故障识别、检测和快速定位，减少故障巡查和故障处理时间。
2.1.1主要设备作用
线路中采用带通信功能的故障指示器作为故障定位和监测设备，为配网线路运行、检修人员管理设备、判断故障提供依据。
2.1.2“一遥”故障指示器的工作原理
1.短路故障检测原理
根据短路时的特征，通过电磁感应方法测量线路中的电流突变及持续时间判断故障，它是一种能自动适应负荷电流变化，只与故障时短路电流分量有关的故障检测装置。
2.接地故障检测原理
小电流接地系统接地故障检测原理：采用信号注入法，通过检测信号源注入的特征信号电流实现故障选线和故障点的定位，并给出动作指示。
小电阻接地系统接地故障检测原理：采用智能突变法，通过检测接地故障时接地电流变化特征，实现故障选线和故障点的定位，并给出动作指示。
2.1.3“一遥”故障指示器的安装原则
1）变电站出口：可判明是站内或站外故障。
2）电缆与架空线连接处：可区分故障是否在电缆段。
3）长线路的中段和分支入口处：可指示线路故障区段及故障分支。
4）环网柜或电缆分支箱的进出线，判断故障区段和故障馈出线。
2.2基于可变负荷法的小电流单相接地故障检测技术
2.2.1可变负荷法工作原理
按照小电流接地系统单相接地故障的特点，通过检测使故障线路上瞬时产生特征负荷电流突变信号来实现故障选线和故障点定位的，从而指示出故障位置。
可变负荷柜由真空开关和智能电阻构成。当线路上的某处发生接地故障时，变电站的PT零序电压升高，接地相对地电压降低，非故障相对地电压升高，可变负荷柜控制器控制相应的开关动作，使故障线路（段）上产生脉动负荷变化特征电流，而其它的非故障线路无该特征电流流过，安装在线路上和变电站的故障检测装置检测到该信号后即可检测出故障线路和位置。
可变负荷柜在永久性接地故障发生时，在变电站短时投入阻性接地负载，在变电站和现场接地点之间产生负荷变化特征电流信号（频率为50Hz），不但可以产生可供检测的信号电流，而且有利于消除谐振过电压。另外，可变负荷柜在故障时延时投入保证了消弧线圈可以发挥消弧作用，从而保证瞬时性故障可以自动消除。
2.2.2可变负荷柜技术特点
10KV配电网采用的中性点不直接接地系统,故障时投入时间＜2s，且不会导致继电保护动作，动作后向主站系统发送动作信息,接地动作启动采用电子零序PT。
2.3专网通信传输技术
通过GPRS（移动数据业务）终端应用IP地址绑定和隧道技术，构建配电网GPRS专用通信网，保证专网专用和快速的数据交换以及网络安全、可靠。网络拓扑结构图如图二所示。
2.4变电站软件后台数据处理及故障报警技术
2.4.1系统设计原则
系统平台软件能保证各种故障的及时发现、定位、切换、隔离、报警和恢复，建立起面向实时的配电抢修应用，包括智能故障定位、故障告警、故障信息发布和故障统计分析以及其它相关应用功能，使系统能够服务于故障抢修的主要业务流程。
2.4.2系统结构
系统由主站层、通信层和终端层三个部分组成，其结构图参见图三所示。
系统采用分层分布式系统结构，基于一体化系统支撑平台设计，体现配网运行监视控制、馈线自动化、停电管理分析、配网分析应用等功能，实现配网调度管辖范围电网设备的调控一体化。
2.4.3数据采集处理
系统通过GPRS/3G无线通信方式，与智能配网终端或故障指示器实时通信，获取线路故障状态。主站系统根据配电线路拓扑、故障信息排列顺序，通过拓扑分析，确定故障位置，并把该故障信息通过人机系统在馈线图或者地理图上以可视化的方式予以指示，使指挥调度人员直观明确的了解故障位置和故障类型，便于对故障的处置。
当故障处理完成后，将故障信息复位，保证画面报警信息的时效性和画面的准确性。
3 电网故障自动化诊断系统改造
2017年，广能集团四方电力公司对所属35kV章广变电站实施了电网故障自动化诊断系统改造。
1）分别在变电站出口、电缆与架空线连接处、长线路中段和分支入口处、环网柜或电缆分支箱进出线以及矿井支线电缆终端安装“一遥”故障指示器。
2）在变电站10（6）kV各段母线配置可变负荷柜，使可变负荷法检测接地故障覆盖所有线路。见图四所示。
3）在变电站安装与之匹配的故障自动诊断系统软件。
4 结束语
通过本工程改造，着力改变以往配网故障抢修工作中“目的性不明确的匆忙反应和应对”的被动局面，彻底改变过去盲目巡线，分段合闸送电查找故障的落后做法。实现从“故障发生→故障诊断→故障抢修→排除故障→快速恢复送电”的一体化管理，形成有效的配网故障快速抢修机制。从而大大提高供电可靠性，全面提升了矿区配网安全管理水平，确保矿井安全生产。
参考文献
[1]《基于配网自动化技术的快速复电策略研究》2014.12.
[2]《一遥故障定位系统的建设与应用》2014.11.
[3]《提高煤矿供电系统可靠性技术研究》2017.07.
[4]《提高煤矿供电系统可靠性的措施》2017.06.
作者简介
涂郑兵，1971.11，四川省华蓥山广能集团四方电力公司客户服务中心，安全生产办主任，机电工程师，电话13882645899，邮箱247046619@qq.com；
论文作者:涂郑兵,黄铁军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/27
标签：故障论文; 系统论文; 负荷论文; 电流论文; 变电站论文; 线路论文; 矿区论文; 《基层建设》2019年第24期论文;