摘要：随着我国国民经济持续多年的高速发展，城市用电负荷也随之成倍增长，配电网络规模也急剧膨胀。配电网的建设和管理不仅需要现代化的手段支持，而且还能最大限度地利用好建设资金，快速、高效地建设好城市配电网；更重要的是配电网的运行管理，几十年平时靠经验，事故跑现场，查故障要巡线的原始管理方法，已经无法适应现代配电网的运行管理和用户需求。目前的停电事故中绝大部分是配电网故障，如何对故障进行快速准确地定位、快速恢复供电，成为当前配网人员主要解决的问题，本文介绍了基于故障指示器的故障自动定位系统在武威城区配网中的应用。
关键词：故障指示器故障定位系统配电网
一、引言
对于配电线路来说，配电线路跳闸或单相接地的故障较多。根据电网保护的功能，接地故障并不跳闸停电，只能发出接地信号，10kV系统可以单相接地运行2个小时，时间长了就会对另外两相的绝缘造成损坏。一旦配电线路跳闸，将导致城市大面积停电，因此必须要尽快查找故障点，排除故障，恢复配电线路正常供电。但是城市配电网中，线路分支线多、运行方式复杂、线路长，故障发生频繁，在发生故障后,使得配电运行人员在具体故障查找、处理中需耗费大量时间、人力和物力，在配网故障的平均处理时限不能快速提高。
一般配网故障处理包括故障定位、故障区段隔离和非故障区段转供电等。其中故障自动隔离和自动转供电一般需要有一次开关设备和智能控制器等自动化设备来实现，电网投资较高。而故障指示器是最容易实施、性价比最高的配电网故障远程定位的工具，因此基于故障指示器技术的故障远程定位系统就成为了目前配网故障处理中实用有效的解决方案，配网故障自动定位系统的应用将有效提高配网故障的处理速度。
二、配网故障自动定位系统的特点
配网故障自动定位的实现对于提高我国电网安全具有非常重大的意义，同时对于推动我国的经济发展和城市化进程具有非常特殊的价值，因此，近年来，我国对于配网故障自动定位技术推广力度进一步加大。总体来说，配网故障自动定位技术的功能特点主要体现在以下几个方面。
（1）配网故障自动定位加护可以及时有效地监测到相关线路的故障信息，可以根据线路的预警和指示显示故障的类别，包括电池故障、设备问题等。同时对于相关的故障信息实行自动记录，并保存相关的故障信息。
（2）配网故障自动定位技术的传输功能较之传统的传输方式相比，更具灵活性。除此以外，配网故障自动定位还可以根据自动记录的故障信息进行分析统计，根据你相关的要求自动生成信息统计结果，通常是以图表的形式展示出来，相关的工作人员就会根据图表得出配网故障的原因及故障产生的部位，进行及时有效的修理。
（3）配网故障自动定位技术还可以对系统进行有效管理，包括功能的配置，监控的线路及设备信息的管理，除此以外，电池电压的功能也可以通过该技术实现有效管理，当电池或者电压出现问题时，相关的检测系统就会发出预警，提醒工作人员及时有效地更换电池。
三、武威城区10kV配电线路故障定位系统
为有效解决故障查找技术不足问题，经深入分析发现传统故障指示器误动率高、管控线路长、人工获取故障段信息时间长是问题的主要症结。针对问题症结，对市场上普遍采用的故障定位检测方法进行了对比调查，结合自身实际选择了误动率小于5%、具有专用通信方式且有源主动检测的不对称电流源法。
图1 10kV线路故障定位系统原理及组成示意图
不对称电流源由K1、K2、K3三个真空开关及高压二极管和限流电阻组成，三个真空开关分别接线路的A、B、C三相。当线路上的某处发生接地故障时，开关依次试合，当检测到故障相时，故障线路通过二极管、高阻及大地形成一个回路，故障指示器检测到触发信号时翻牌，指示故障相并向监控主站发送故障信息。武威城区10kV配电线路故障定位系统原理及组成示意图如图1所示。
四、基于故障指示器的故障定位系统
以故障指示器为核心的故障自动定位系统主要由故障检测探头、子站、中心站、主站和通信系统。探头是指带动作信号远传的故障指示器，通信方式主要有无线(架空、电缆系统)、光纤(电缆系统)两种方式。
故障检测探头能检测架空裸线、架空绝缘线、电缆线路的短路故障和单相接地故障。按照使用场合不同，使用不同型号的指示器。为了检测单相接地故障，对于中性点不直接接地系统，需要在变电站中性点、母线或者某条出线上安装一台信号源装置，当单相接地故障发生时，该信号源会自动向系统注入一个特定序列信号，用于探头检测。
（1）故障指示器的工作原理
配电线路故障指示器按功能分为短路故障指示器和短路、接地故障指示器，一般由电流和时间检测、故障判断、故障指示驱动、故障状态指示及信号输出和自动延时复位控制等部分组成。当线路发生故障时，通过检测导线的电磁感应来检测线路的电流变化，判别故障，给出故障指示。线路故障指示器采用机械式旋转翻牌指示故障，线路正常运行时为白色，线路发生短路故障时为红色。
（2）故障查找方法
当线路发生短路故障时，故障线路上从变电站出口到故障点方向的所有故障指示器均翻牌指示，而非故障线路、非故障分支和故障点后的故障指示器不动作。这样，抢修人员从变电站出发，沿着故障线路找到最后一个动作的故障指示器和第一个未动作的故障指示器构成的区间，就找到了故障发生区间，从而迅速确定故障区段、分支及故障点。
（3）故障指示器安装原则
为了方便巡线人员查找线路故障，有效地缩短查找故障时间，故障指示器安装地点要按照下列原则进行选择。
①安装在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。
②安装在变电所出口：可判明是变电所内或变电所外线路故障。
③安装在用户配变高压进线处：可判明故障是否由用户原因造成。
④安装在电缆与架空线连接处：可区分故障是否在电缆段。
每个安装地点的三条导线分别安装一只故障指示器，可以区分发生短路故障线路具体是哪相导线。
（4）故障指示器的应用效果分析
过去线路发生短路故障时，一般采用盲目巡线的方法查找故障点，当故障线路过长、分支过多时，巡线人员不能长时间集中注意力，不容易发现小故障点，费时费力，工作效率低。当巡线也发现不了故障点时，最后只能采用分段合闸送电的方法查找故障，这种方法危险落后，容易导致二次故障，造成故障范围扩大。
武威城区安装10kV故障定位系统后，发现故障点可缩短至10kV配电线路2~3km范围，较常规抢修减少了136.07h。短路故障检测准确率达97%，单相接地故障检测准确率为93.65%。彻底改变了巡线人员以往落后的故障查找方法，极大地提高了工作效率，有效地提高了供电的可靠性。
五、结束语
将来随着信息化技术的不断发展，故障指示器不但判断故障更加准确可靠，还可以在远方传送故障信息，无需巡线人员到达故障现场，就可以知道故障位置，会进一步提高故障处理速度，缩短故障停电时间，为保证城市居民用电，提供有利保障。
参考文献
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[2]徐容明．一种基于故障指示器的配电线路故障自动定位系统．
[3]张斌.配电线路故障指示器现状分析[J].供用电，2005（5）：50-52.
论文作者:张元国
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/30
标签：故障论文; 指示器论文; 线路论文; 定位系统论文; 单相论文; 发生论文; 指示论文; 《电力设备》2017年第28期论文;