摘要：配电网直接联系用户，其可靠供电能力和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现，又对应着不可估量的社会效益。配电线路故障快速定位系统在线路上安装故障指示器及数据转发装置，对运行中的配电线路进行实时监测。当其发生故障时，该系统能准确定位故障点，省去查找故障所耗费的大量物力、人力和时间，并在主站GIS上显示故障线路和故障点，及时启动报警程序，短信通知有关人员，缩短停电时间，缩小停电范围，提高供电可靠性。
关键词：配电线路；负荷监测；故障定位；分析
1 导言
配电线路点多，面广、线路复杂，受雷雨、大风、大雪、山体滑坡及一些外力破坏等影响时，造成的短路故障和接地故障频频发生。传统的故障查找方法是凭经验，分段、逐段、逐基杆塔检查，不仅查找难度大、时间长，而且无法准确、快速地判断故障区段和接地故障点，致使工作效率低，排查造成的停电影响生产和居民生活。现在正值农网改造升级的关键时期，解决这一问题是当务之急。
2 故障定位系统
故障定位系统包括：故障检测装置、数据转发站、GSM/GPRS中心站、监控主站和通信系统。其中通信系统又分为：故障检测设备到数据转发站之间的短距离无线传输系统、数据转发站到GSM/GPRS中心站的GSM传输系统和到主站之间的串口信息传输。当用于中性点不直接接地系统的单相接地故障点定位时，还需要增加一个不对称电流源，用于在单相接地故障发生时，自动向系统注入用于故障点探测的信号。
2.1 系统工作原理
故障指示器FI安装在各线路分支处的分支线上，对于小电流接地系统，要检测单相接地故障还要在变电站安装不对称电流源。系统出现短路故障时，FI检测到短路故障电流或特定信号电流流过，通过短距离无线收发系统，将动作信号传送给相隔20m的数据转发站。当线路上任何一点发生单相接地故障时，FI检测流过本线路的特定信号，并通过无线系统将信号送给数据转发站。数据转发站安装在线路的分支处，可以接收9只F I发送过来的动作信息。数据转发站在收到动作信息后，将动作分支的FI地址信息通过GSM通信系统发给GSM/GPRS中心站。GSM/GPRS中心站得到该信息后进行处理，将处理结果送给监控主站进行显示。监控主站依据从GSM/GPRS中心站收到的这些动作信息，进行网络拓扑计算分析，与地理信息系统相结合，可以直接显示出故障点地理位置信息，并在地理背景上显示出来，还可以打印出地理位置信息。运行维修人员可以直接到故障点排除故障。
2.1.1 故障指示器FI
在线路发生故障时，故障分支上的FI在故障后将被触发，给出红色显示，同时将其数字编码信号通过短距离无线发射单元，以无线电波的方式发射出来，通信距离在20m以内。FI可以安装在架空线、电缆等线路或开关柜的母排上。
2.1.2 数据转发装置DT
数据转发装置一般安装在线路分支点处，它能接收三个分支，共9个FI的编码信息。它与FI的关系是1只对9只为一组，收到的动作信息通过处理后，经过地址编码和时序控制，通过GSM通信装置发送给GSM/GPRS中心站。数据转发站封闭在一个聚碳酸酯的密封盒内，利用卡线结构直接卡在10kV线路上，可以带电拆装。它从线路上取能，内部有高能锂电池作为后备电池，供系统和GSM使用。对于开关柜和环网柜，在每个开闭所或环网柜内设置一个数据转发站，它可以以无线的方式接收最多16路出线的故障信息、温度报警信息等。
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2.1.3 GSM/GPRS中心站
GSM/GPRS中心站主要是通过GSM通信装置接收数据转发站发送的信息，然后解码，并对数据进行处理，最后将数据送往主站进行显示。
2.2 基于GIS平台的故障定位系统软件
故障定位系统的软件系统主要作用是搜集通信主站传送的地址信息，对其进行纠错、校正后，通过拓扑分析和计算找出故障位置及故障通路，最终显示在GIS的地理背景上。该系统以地理信息系统GIS为图形支撑平台。系统的核心算法是采用组件技术实现的。GIS平台采用了Map Obje TAs
2.3 组件
除了基本的GIS功能，如显示、放大缩小和漫游等，本系统在GIS平台上实现了如下特有的功能：以不同的颜色显示故障通路；不断闪烁故障支路，直至调度员清除；以不同的颜色显示动作不正确的故障指示器，以提醒调度员；保存故障信息以便故障重演和分析。
3 功能特点
接地故障检测准确。该系统采用检测线路电流、电压、零续电流以及信号发生装置注入的异频电流信号相结合方式判断接地故障情况，尤其是针对隐性故障判断尤为准确。工作电源稳定可靠。系统采用高性能的工业锂电池和高压导线取电技术相结合，为前端判断器和数据中继器提供可靠的工作电源，可支持可靠工作10年以上。通讯方式灵活。该系统采用无线射频通讯技术、无线移动公网传输技术完成现场检测数据上传，实现监测信息上传和故障信息报警。结构轻便，施工方便。整套检测体积小，安装和拆除不需要停电，现场操作方便灵活，故障报警方式多样化。监测主站故障推图显示、语音提醒和手机短信相结合方式进行及时故障报警。
4 应用效果
TAS-1000配电线路负荷监测及故障定位系统的应用使配电网络运行由不透明变为透明，由被动管理转为主动管理，实现了对配电设备运行状态和配电网络的实时监控，为科学地进行运行管理提供有力的保证。系统可迅速、准确、直观地通过微机反映配电事故区段，为判断分析线路设备故障提供了详细的技术资料和依据。系统实时、详细地反映线路的运行技术参数，使供电员工掌握了线路的负荷电流和故障电流、电压异常变化的规律，为控制、调整负荷和提高电压合格率提供了科学依据。
TAS-1000配电线路负荷监测及故障定位系统建成后，配网运行管理由静态管理水平上升到动态管理水平，实现了对配电设备运行状态和配电网络的实时监控，为提高配电网管理水平和智能电网实施奠定了良好的基础。
5 结论
通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，配电控制中心的故障定位软件系统与大量现场的故障检测和指示装置相配合，在故障发生后的几分钟内即可在控制中心通过与地理信息系统的结合，给出故障位置和故障时间的指示信息，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，大大提高供电可靠性，同时大大减少故障巡线人员，提高工作效率。
参考文献：
[1]周强辅，屈莉莉，李斌银，吴茂.基于故障指示器的配电线路故障自动定位系统研发[J].南方电网技术，2010，05：96-98.
作者简介：
刘伟 身份证号码：130982198212160911
论文作者:刘伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/17
标签：故障论文; 线路论文; 数据论文; 系统论文; 信息论文; 电流论文; 定位系统论文; 《电力设备》2017年第8期论文;