(广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000)
摘要：本文通过对故障指示器进行概况分析，探讨基于故障指示器的10kv系统单相接地故障选线及快速排查的试验，最后通过试验结果分析，本试验所采用的故障指示器能够有效选线并快速定位故障区间，有效缩减了故障排查与线路检修的时间。
关健词：故障指示器；10kv配电网；单相接地；选线及快速排查
随着现今电网系统的逐渐完善，故障指示器凭借其快速，准确，可带点装卸，自动复位以及大幅度缩短故障排查与恢复供电时间等诸多优点，迅速在配电系统中得到了广泛的应用，但其由于各种外在因素的影响仍然存在许多不足之处，本文主要通过故障指示器的接地试验来验证故障指示器在10kv配电网系统中对于单相接地故障的选线与排查定位是否准确可靠。
1故障指示器的概况分析
1.1基本结构
故障指示器的基本结构主要包含指示和监测单元以及不对称电流源等主要部分，其中的指示单元部分主要由采样电器，CPU，翻牌和闪灯共同组成，当配电线路发生故障问题时，采样电器就会自动采集样本信息送与CPU进行快速分析，然后翻牌与闪灯就会迅速工作，发生报警，并上报警报信息，监测单元是用来桥接主站与指示单元的结构，以便于进行参数设置与读取以及中转通讯等功能操作，不对称电流源主要包括采样电器，控制电路以及两个真空接触器，这其中采样电器与控制电路的主要作用是对线路电压的变化情况进行检测以及对零序电压值进行计算，而两个真空接触器则分为上下两端，上端主要是连接10kv配电系统中的A相和C相，而下端则主要是用来并联与接地经限流电阻的，而不对称电流源的安装则通常选在变电站的出口位置。其中所对应的基本结构构图如下所示：
图1 故障指示器基本机构示意图
1.2工作原理
在10kv配电网正常运行的过程中，故障指示器中的不对称电流源首先就会根据采样电器采集到的三相电路电压值计算出零序电流与电压值，同时与设定值进行比较后，再决定是否输出不对称电流，此时监测单元的GPRS系统是处在上线工作状态，通过实时监测定时地向主站上报监测数据，同时当主站需要对指示单元的相关参数进行下载与读取，以及故障信息的转发记录时，监测单元就会立刻进行相关工作；而当线路上的负荷电流值达到预定值后指示单元就开始进行充电，大约10秒左右时间即可完成充电，然后指示单元的采样电器就会进行400Hz功率的连续采样，以便实时地对接地故障与短路故障进行排查定位，以及检修。
2 10kv系统单相接地故障选线及快速排查试验
2.1试验前的准备
首先相关人员需要对10kv任集线进行断电，并且还要在施工区域内安装不对称电流源，同时在安装开始之前需要做好安全防护隔离措施，其次在不对称电流源安装点的下游位置，需要将准备好的故障指示器分成四组分别安装在四个不同的位置上，并分别做好1号到4号的不同号点的标记，其中，1号故障指示器的安装位置在不对称电流源处，2号故障指示器安装在大负荷支线处，3号故障指示器安装在接地点前的主干线处，4号故障指示器安装在接地点后的主干线处。
2.2 A相金属性接地试验
首先进行A相金属性接地实验，当A相金属性接地时，不对称电流源就会采集电压数值计算零序电压，从而控制C相真空接触器的动作，通过A相接地试验发现，其接地电阻值接近于0，而不对称电流源的输出电流波形则呈现相对稳定的状态，同时通过试验还发现在1号位置和4号位置的故障指示器的翻牌与闪灯发生了信息警报，成功地上报了相关的故障信息，并实现了单相接地故障选线与实时区间定位，符合本次试验的设计结果。
2.3 A相高阻接地试验
同样以E处位置进行A相高阻接地试验，当A相高阻接地时，符合不对称电流源的判断逻辑，也就是其零序电流与零序电压的计算值大于设计值，从而控制C相的接触器进行动作，通过实验可以发现，A相高阻接地的电压有较大幅度的降低，其零序电压上升为45.2V，而B、C相的电压也在上升，其中C相电压上升到近似于线电压值的高度，但线电压值却保持不变，同时A相高阻接地的电阻较大，而且电阻值不稳定，因此其输出电流显示的波形呈现不稳定的状态。经过试验还发现，整个线路只有1号位置和4号位置的故障指示器的翻牌与闪灯发生了信息警报，成功地上报了相关的故障信息，而且也实现了单相接地故障的选线与定位，符合试验的预定结果。
2.4 B相高阻接地试验
当B相高阻接地后，不对称电流源的零序电压值计算同样符合其逻辑判断，有效控制了A相真空接触器动作，而且通过试验可以发现，其高阻接地的电压值呈现逐步降低的状态，而其零序电压值则上升到46.3v的高度，相应地A，C相电压也呈上升状态，其相序角度也发生了一定程度的变化，其A相电压与线电压几乎保持持平的状态，但线电压却保持不变，同时由于B相高阻接地时其电阻值较高，也同样不稳定，因此其输出电流的波形也同样呈现不稳定的状态，最后可以发现也是只有1号位置和4号位置的故障指示器的翻牌和闪灯发生了信息警报，在成功上报故障信息的同时也实现接地故障的选线与定位，符合本次试验的预定结果。
2.5 C相高阻接地试验
当C相高阻接地时，同样符合不对称电流源的判断逻辑，有效控制了A相真空接触器动作，在试验中可以看出，以C相高阻接地试验所造成的电压值也有较大程度的降低，其零序电压上升为36.2v，而A,B两相电压值也呈现上升趋势，其相序角度同样也发生一定程度的变化，而B相电压则是上升了到了几乎与线电压值齐平的高度，但线电压值却保持不变，同时由于B相高阻接地的接地电阻值较高，而且不稳定，如前两次高阻接地试验一样，其输出电流的波形同样呈现不稳定的状态，最后也发现整个线路也只有1号位置和4号位置的翻牌与闪灯成功上报了故障信息，同时也实现接地故障的选线与区间定位，符合本次试验的预定结果。
2.6试验结果分析
通过以上四次单相接地试验可以看出，故障指示器中的不对称电流源都在正常运行工作，而且其中的指示单元报警系统的变化均符合本次试验的预定结果，在第一次的A相金属性接地试验中，当在E处位置进行接地试验时，不对称电流源检测到的零序电流由C相的后向线路进入到了不对称电流源当中，而且通过E处位置的接地，使得不对称电流在E处接地点，变压器中性点以及不对称电流源接地点之间形成了一个回路，从而使得1号位置和4号位置的故障指示器的翻牌和闪灯能够及时工作，进行警报上信的上报，而2号位置和3号位置所在的线路中由于没有不对称电流信号经过，致使相关的故障指示器并没有工作，其翻牌与闪灯都没有动作，相应地也就没有上报任何警报信息，其试验结果不符合预定的结果。
3. 结束语
综上所述，本文通过对故障指示器进行概况分析，探讨基于故障指示器的10kv系统单相接地故障选线及快速排查的试验，通过四次试验的结果表明，A,B，C三相高阻接地试验的电阻变化范围较大，最后导致输出电流的波形都呈现不稳定的状态，直接使得接地故障选线与快速排查定位很难有效实现，而只有A相金属性单相接地的试验结果符合预想结果，故障指示器的翻牌和闪灯能有效上报警报信息，成功实现了单相接地故障的选线与排查定位，为线路故障的排查与检修缩短了大量的时间，希望本文的分析研究对我国10kv配电网系统的线路故障排查与检修以及故障指示器的应用发展能提供一定的参考意见。
参考文献
[1]朱建宝, 刘建平. 10kV线路故障指示器单相接地故障检测原理分析[J]. 电气应用, 2015.
论文作者:陈炽锋
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/18
标签：故障论文; 指示器论文; 电流论文; 电压论文; 不对称论文; 单相论文; 位置论文; 《电力设备》2016年第22期论文;