（广东电网汕头南澳供电局有限责任公司 广东省汕头市 515900）
摘要：故障指示器是一种安装在配电线路上指示故障电流通路的智能装置。具有准确、稳定、可靠、可带电装卸、自动复位、免维护等特点，是目前配网故障查找唯一行之有效的技术手段。为了解决配网故障处理困难的问题，根据不同阶段的需求，可以采用三种方案实现故障点快速查找。既有就地指示方式、又有远程定位方式；既有短路故障定位又有接地故障定位；既有实现故障点快速定位的一遥模式，又有满足配网基本运行监测需求的二遥模式。
关键词：故障定位；配网自动化；电网系统
引言
我国经济进入高速发展阶段，人们对供电可靠性的要求越来越高，10kV电网覆盖范围越来越广，覆盖范围越来越复杂，故障也日益增多，故障定位技术有效的提高供电可靠性，缩短用户故障平均停电时间、减少用户平均停电次数、提升用户满意度和客户服务水平。
1.故障定位系统的基本原理及作用
1.1故障定位系统的基本原理
故障自动定位是通过安装在线路上的故障指示器检测故障电流的特征来判别配网线路故障，并利用通信单元将故障信息远传至配电自动化主站来确定故障发的区域和类型（相间短路或单相接地）。主要分为电缆型，架空型，母排型故障定位类型。
根据检测故障的类型不同：短路、短路接地二合一型。检测接地故障方式不同：有源、无源短路接地二合一。
故障指示器主要满足的要求是：1）自动识别短路故障电流特征，指示短路故障；2）自动识别单相接地故障信号电流，指示接地故障；3）自动延时复位；4）全户外运行环境，免维护；5）可带电装卸(架空型)；6）可提供动作触点或带通信接口或内置通信模块，用于故障远程指示；
在实际应用中，故障定位系统采用GSM、GPRS相结合的模式，对于电缆故障定位系统采用GPRS模式、对于一遥架空故障定位系统采用GSM短息模式；
1.2故障定位系统在配电系统中的主要作用
故障定位系统在配电系统中的主要作用有：
1）缩短故障修复时间，提高供电可靠性，减少停电损失；2）减轻人工巡线工作量；3）对于地下电缆，避免盲目开挖；4）绝缘监测：通过瞬时性故障检测，发现线路绝缘薄弱点，如线路走廊下的树枝等，及时处理，防止故障的再一次发生，以至避免永久故障发生。
2.故障定位系统在短路故障检测上的应用
配电线路的一般特殊情况：接线方式复杂，接线方式复杂，架空、电缆混合情况多，T接线与分支线多，负荷分布广泛，异动率高高阻、间歇性故障多小电流接地系统单相接地电流微弱。
信号注入法的原理是通过母线电压互感器向接地线的接地相注入S信号电流，其频率处于n次谐波与n+1次谐波的频率之间，一般选择220Hz，然后利用专用的信号电流探测器查找故障线路[1]。脉冲注入法的原理与S信号注入法相似，但其注入信号是周期间歇性的，频率更低且可控[2]。
2.1故障指示器的主要有原理分两类
考虑到这些实际情况，该系统的主要有原理分两类：（1）类似于过流继电器，线路电流大于设定值时，故障指示器发出信号。（2）判据全面，减少误动自动适应负荷变化，方便应用；无动作值限制，便于各种场合使用。自适应型短路故障指示器从原理和实际应用的角度都更加适用。
自适型的原理，主要通过故障指示器基于10kV配电线路在发生短路故障和一些扰动特点，通过采集配电线路发生短路和扰动时的特征波形，利用一整套线路故障波形判据，对线路发生的短路故障和扰动进行准确动作并防止误动作。
1）充电判断依据
当线路正常运行（有电流，或有电压）超过30秒钟，保持充电状态。
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2）突变电流判断
当线路中出现突变电流，或者超过设定的短路故障检测参数（标准的速断、过流定值）；进入下一步配合突变时间判断。
3）突变时间判断
大电流持续时间不超过10秒钟，即0.02s≤△T≤10s，△T为电流突变时间；满足该部分时间条件后，进入下一步判断。
4）停电判据
10秒钟后线路处于停电（无流、无压）状态。
2.2通过判据的判断需要达到的拒动、误动要求
通过该判据的判断，可以达到防拒动的要求：
1）过流保护工况，电力线路发生非金属性短路或线路末端短路导致过流跳闸。
2）速断保护工况，电力线路发生短路故障导致速断保护动作或熔断器保护快速熔断。
3）重载线路故障，大负荷线路发生短路故障导致过流跳闸或速断跳闸。
4）空载线路故障，当空载（或较小负载）线路发生短路故障导致过流跳闸或速断跳闸。
通过该判据的判断，可以达到防误动的要求：
1）正常负荷波动，施加正常负荷电流，当回路中的电流变化超过设定的故障电流报警动作值、并在大于规定的动作延时后又下降为电流变化前的负荷水平。
2）大功率负荷投切工况，电力线路上所带的大功率负载投切过程中，且线路仍在带电运行。
3）过负荷跳闸工况，电力线路因所带负载过大，导致过负荷跳闸。
4）负载电源工况，电力线路发生短路故障跳闸停电时，线路上所带的大功率旋转动力负载转变为短时电源向故障点反送电。
5）涌流工况，电力线路在初上电时的充电电流和负载励磁涌流所产生的电流突变。
3.故障定位系统的配合无线终端的运行原理
3.1故障定位系统一般的故障指示方式
故障定位系统一般的故障指示方式：声光报警通过通讯通道上报故障信息。
3.2故障的定位方式
故障的定位方式主要有：
1）就定型：从线路始端开始沿线查找故障信号，由于故障线路段沿线布置的故障指示装置均有报警信号发生，因此可将故障定位于最后一个故障信号发生点与第一个未产生故障信号点之间。
2）人工巡查故障指示结果,利用上报信息实现自动故障定位。配合无线终端使用，整个系统的一般工作原理为：故障探头安装在各线路分支处的分支线上，系统出现短路或接地故障时，探头检测到短路故障电流，指示器动作，通过短距离通信系统，将动作信号传送给相隔2～10m的通信终端。通信终端在收到动作信息后，将动作分支的探头地址信息通过GSM/GPRS通讯系统发给主站（后台）系统，主站（后台）系统进行网络拓扑计算分析，将故障信息以短信方式通知有关人员，并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。运行维修人员可以直接到故障点排除故障。
4.该系统在运行应用过程实际问题的考虑
设备在运行的过程中，需要考虑设备故障指示误动、拒动问题。指示器在户外工作卡线结构锈蚀严重的问题，故障指示器滑动甚至脱落的问题，动作翻牌不复位，外壳附着污秽影响观察的问题，部分设备使用寿命周期短，更换周期短的问题。为了保证装置整体运行可靠性，需要保证产品的使用材料、内置电池等细节设计可靠的问题，保证了故障指示器能有可靠性、高防护等级。
结束语
综上所述，在电网系统中故障定位系统可用于快速有效的定位故障，在文章中主要对故障定位系统的基本原理，在短路故障检测上的应用，故障定位系统的配合无线终端的运行原理进行研究。针对配电网实际应用中的故障，提出在故障定位的应用方式，并提出了其在配电网络中应用的设备质量要求。在配电网系统中，还需特别针对架空线路与电力电缆混合线路[3]、铁路供电线路的故障定位技术展开研究。
参考文献
[1]桑在中，潘贞存，丁磊，等.“S注入法”选线定位原理及应用[J].中国电力，1997，30（6）：44-45.
[2]王凤，康怡.基于脉冲信号注入法的小电流接地选线技术[J].电网技术，2008，32（15）：90-93.
[3]黄家栋，智秀霞.配电网混合线路单端行波测距法[J].电力系统自动化，2009，33（7）：93-96.
论文作者:徐英谋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：故障论文; 电流论文; 线路论文; 指示器论文; 定位系统论文; 信号论文; 判据论文; 《电力设备》2017年第30期论文;