摘要：随着经济的发展，我国居民对供电质量的要求越来越高，因此电网技术以及电网设备都需要进一步得到完善。现阶段，很多电力企业采用的都是智能配网，所以一旦供电出现故障就需要及时解决，以免影响到供电质量。本文浅析10kV智能配网故障定位系统研究。
关键词:故障定位；智能配网；短路故障；接地故障；通信方式
引言
经济的发展与人民生活品质的提高对配电网建设提出了更高层次的要求，配网智能化则是提高供电可靠性的重要手段之一。近年来随着人为和自然因素的综合作用，配电线路发生故障的几率也越来越高。其中排查最为困难的是接地故障，因为有很强的隐性特性，给故障的抢修带来了很大困难，这也是现如今故障定位的一个难题所在。因此，配网故障定位系统智能化、准确化和高效化对于运维人员第一时间掌握故障点的类型和位置，及时恢复供电有着十分重要的作用和意义。
1智能配网的主要特点
与普通的配网系统相比，智能配网主要有以下四个特点:①智能配网充分结合了数字技术、智能化技术以及计算机技术等高新科技，因此其自我恢复能力比较厉害，在实际的供电过程中往往具有自动运转、自动恢复等能力，这有利于进一步提高智能配网运行的稳定性。②智能配网在运行过程中有先进的智能化技术作为有力支撑，因此其供电过程中的安全性比较高，可以确保长时间的稳定运行，从而有效提高了智能配网的工作质量。③智能电网的资源以及能源容纳量比较大，可以允许较多的电能资源同时投入使用，这样就可以使整个供电系统在运行过程中储备更多的电能资源。④智能配网的管理与运营十分便捷，具有较高的自动化以及可视化程度，在实际的供电过程中，供电企业可以及时就供电过程中出现的问题与用户进行沟通，而用户也可以在遇到问题的时候及时向供电企业寻求帮助，这样就可以帮助供电企业和用户之间维持良好的沟通，此外，各种高新技术在智能配网中的应用使得智能配电网的管理越来越智能化、信息化与现代化。
2智能配网系统构成
2.1故障指示器
故障指示器是指安装在配电线路不同位置的最末端传感器，该设备采集配电线路A、B和C三相的电流信息，通过近距离无线通信方式将采集到的实时电流信息发送给指示器下一级的采集器装置。故障指示器安装位置如图1所示，由图可知每一个安装点由三个故障指示器和一个故障采集器构成，它可以实现导线自取电，设备正常运行时无需单独提供供电系统，维护方便可靠。当线路发生故障后，运维人员可凭借手机短信或者登录手机客户端，迅速定位故障区段找出故障点，同时还能实时监测线路运行状态，比如过流、缺相和断电等。对于中性点不接地或者经消弧线圈接地的低压线路，指示器均能准确检测线路故障信息同时给出闪灯以及翻牌指示，与带有通信功能的故障采集器组网，可以实现电网在线故障检测、定位、在线监测以及配网自动化等功能。主站系统通过调用故障指示器可以实时采集或捕捉线路上相应的数据信息，此外还可人工辅助决策，监测和查看线路的瞬时性或间歇性接地故障等数据信息，为线路的整改优化提供相应的数据支持服务。
图1故障指示器位置示意图
2.2故障采集器
数据故障采集器采用短距离无线通信方式实时采集上一级故障指示器的运行状态信息，然后将数据打包通过GPＲS网络上传至配网主站系统进行数据分析和处理。故障采集器的最大特点就是能在一个局部范围内管理和协同各类配电线路状态监测指示器，汇集状态监测指示器的数据，并替代各类状态监测指示器与后台网管系统进行安全的双向数据通信，实现在配电线路环境下各类状态监测指示器的标准化接入、安全接入和智能化接入。采集器以太阳能做供电电源，能提供稳定、持续的电压供系统工作，防止电网电压突变给系统带来的影响，系统运行过程如图2所示。
图2故障采集器工作原理
2.3主站系统
主站系统集中了数据收集、处理等数据库、数据服务及线路中所有的状态传感终端的管理控制功能。根据各个采集器上报的信息结合不同的故障判据进行数据的实时处理，管理员可以在PC或手机客户端登陆网管系统查看线路实时状态，为现场巡检维护人员提供实时参考。此外主站系统还能统计每个地区的各条线路发生故障的总次数以及故障发生的类型等，为后期线路整改提供准确的参考依据，图3为主站系统示意图。
图3主站系统示意图
3智能配网故障快速定位的方法
3.1重合器和分段器相互配合的故障定位
就重合器和分段器相互配合的故障定位原理进行说明:当智能配网中的某一环节出现异常情况后，配电线路上面安装的重合器就会自动对其进行监督和检测，还可以对故障电流进行实时监测，并自动进行跳闸以及自动重合电闸的动作，以此来对整个供电系统进行保护。接下来，分段器将充分发挥其智能作用，及时将重合闸的断开和闭合次数进行识别和统计，以便系统可以按照规定好的命令运行，使重合器的运行符合相关标准并按照规范次数来完成动作。在智能配网故障的快速定位过程中，重合器和配电器在运行过程中会相互配合、相互协调以及相互支持。如果出现一些暂时性的故障，那么重合器做出跳闸以及闭合动作以后整个智能配网将自动恢复正常运行，但是如果出现的是永久性故障，那么重合器就会直接发出闭锁动作，而且不会做出闭合动作，这时分段器就会自动完成分闸和闭锁的动作。这样一来，在重合器和分段器的相互配合下智能配网的故障性问题得到了有效解决。在智能配网的运行过程中，重合器的反复闭合和断开可以使其它的电气设备自动将故障阻断来保护配电系统，这时重合器和分段器都会回到原来的状态，在以后的运行过程中继续维持智能配网的稳定运行，避免智能配网故障带来的危害。通过以上分析很容易发现，重合器和分段器相互配合可以实现对智能配网的快速定位和隔离作用。
3.2故障指示器定位法
通常情况下，故障指示器是利用空间电场电位来将配网系统中的电压采集起来，而采集电流的方式则是电磁感应，接下来故障指示器通过对采集到的电压和电流的变化情况进行分析就可以得出具体的故障类型。如果配电网中出现的是短路性故障，那么故障指示器将自动发出指令并通过通信系统将信号传递给主站。电力企业的工作人员在接收到信息后就可以对故障进行及时处理。在实际的应用过程中，故障指示器是按照电流的大小来做出具体反应的。故障指示器在运转之前电流会有一个设定值，随着故障指示器的运行，配电线路中的电流值会发生一些变化，而故障指示器将对这些变化进行实时监控，一旦发现线路中的电流值大于设定值并且运行时间超过规定时间，那么故障指示器就会认定智能配网中出现了故障性电流。如果智能配网中采用的是故障指示器来进行监测的话，那么故障指示器在使用前设定的电流值大小就非常重要，经过长期的实践证明，设定值最好大于线路的极限电流值，因为故障指示器是利用过电流来对智能配网故障进行监测和定位的。
结束语
10kV智能配网故障定位系统能够实现线路的实时监测和故障诊断，能准确、快速定位出故障的类型、地点和时间。同时还能将故障信息通过通信网络传输至主站系统，并在后台网管软件和手机APP上进行直观显示，方便运维人员对故障点的快速查找和抢修，提高故障处理的工作效率。
参考文献:
［1］郑顾平，姜超，李刚，等．配网自动化系统中小电流接地故障区段定位方法［J］．中国电机工程学报，2015，32(13):103－109．
［2］戴鹏，张晓慧．浅谈配网故障自动定位系统技术方案［J］．科学中国人，2017(21):154．
论文作者:贾旭光
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/21
标签：故障论文; 指示器论文; 智能论文; 线路论文; 电流论文; 系统论文; 过程中论文; 《电力设备》2018年第15期论文;