摘要：基于配网自动化系统实现的故障定位功能可以对配网故障进行自动检测和定位，是提升配网运行质量、减轻运维负担的关键途径。本文首先对配网自动化系统的功能原理进行简单介绍，进而探讨配网自动化系统故障定位的核心技术，包括故障信号检测、通信技术、定位与指示等，在此基础上，提出几点应用建议。
关键词：配网自动化系统；故障检测、故障定位
0 前言
提供高质量的供电服务是当下电力用户对供电企业提出的基本要求，但是在配网运行过程中，故障问题难以杜绝。因此，需要在配网运行维护中，采取先进的技术手段，及时发现故障，快速、准确的进行故障定位和处理，恢复配网的正常运行，从而为电力用户提供满意服务。在此目标下，基于配网自动化系统的故障定位技术已经在配网运行中得到了广泛应用。
1 配网自动化系统的功能原理
电力配网直接与用户端设备相连，是整个电力系统中的重要组分，直接影响着电力用户的用电安全性。这对配网运行质量提出了更高要求，为提升配网运行维护工作效率，确保配网处于良好的运行状态，国内供电企业已经全面引进配网自动化系统，在先进的电子技术、通信技术等的支持下，自动完成配网运行状态检测工作。配网自动化系统中的故障定位功能主要依靠GIS系统、通信系统、指示器等功能模块实现。发现配网故障后，可将故障信号反馈给控制中心，提示工作人员及时进行检修，从而快速恢复配网正常运行。其主站系统组成结构如图1所示。
图1 配网自动化系统的主站系统组成结构
2 配网自动化系统故障定位的核心技术
2.1 故障信号检测
配网自动化系统的故障信号检测技术可分为两类，即主动检测技术和被动检测技术。要实现馈线自动化，提升配网供电可靠性，需要将重合器故障处理模式、主站监控模式、系统保护模式等配合使用。其中，采用主动检测技术对配网系统故障进行检测，可以使故障检测准确率得到明显提升。主动式故障检测技术即主动信号注入法，比如出现单相接地故障时，信号源通过主动向母线注入一个用于故障检测的特殊信号，该信号在经过接地点与信号源构成的回路时，指示器可以捕捉到特殊信号，然后指示接地故障。可用这种方法实现对单相接地故障的选线和定位，突破传统检测方法的局限性。
2.2 通信技术
目前配网自动化系统的通信功能主要基于移动网络通信技术实现。日益成熟的移动通信技术完全可以满足配网自动化系统的通信功能需求，而且其组网成本低、维护方便，可以减轻配网运行维护工作量。通信终端受到故障指示器信息后，可经过地址编码、时序控制，发送到中心站，在中心站完成故障定位后，再以短消息等方式发送到运维人员的移动终端，下达故障检修任务。
2.3 定位与指示
配网自动化系统的定位和指示功能，主要依靠GIS技术和故障指示器技术实现。其中，各组指示器负责对单相接地、相间短路等故障进行检测，然后按照上述通信方式将贵族航信号传输到控制中心站，利用GIS定位软件实现故障定位，并显示在GIS地理图上，为运维人员提供具体指示，节省故障排除时间。配电线路故障定位系统结构图见图2所示， 配网故障指示器安装实物图见图3所示。
图3 配网故障指示器安装实物图
3 配网自动化系统故障定位技术在配网运行中的应用
3.1 架空线故障自动定位技术的应用
配网自动化系统故障定位技术在实际配网运行中应用十分广泛，目前配网架构可分为架空线、电缆线路和混合线路几种方式。在故障自动定位技术的应用过程中，需要根据其网架连接特点，合理设定技术方案，从而满足实际应用需求。首先从架空线的故障自动定位技术应用情况来看，在架空线出现故障时，安装在分支线路上的故障指示器会被触发，显示故障信号，然后通过无线编码信号传输方式，连接架空通信终端，通信距离为3~10m。一般情况下，通信终端安装在架空线的线路分支点处，可接收2个分支、6个指示器传来的编码信息。然后经过地址编码与时序控制，通过无线移动通信方式，发送给中心站。通信终端则集中安装在铁箱内，采取太阳能和蓄电池供电方式，在充满电后，可持续工作20天左右。
3.2 电缆线路故障自动定位技术的应用
电缆线路的故障自动定位技术部署方案与架空线系统不同，在发生线路故障后，安装在故障分支线路的对应指示器会被触发，同时电缆故障指示器与零序CT经塑料光纤连接面板型故障指示器，采用I/O信号和通信终端相连，完成故障信号的传输工作。电缆线路的通信终端可安装在开闭所、分支箱、环网柜和配电房内，一般包含13路遥信输入端口。1路遥信输入端口对应着1个接地故障检测零序CT，或对应3个短路故障指示器。因此在进行系统布设时，也要按照三个指示器或1个零序CT的情况进行配置和计算，最多可接收到6条线路故障编码信息，此时仅有1路遥信剩余。其故障信号传输过程也相对复杂，先由故障指示器或零序CT，通过短距离纤维将动作信号传输到光电转换器、面板显示器，由光电转换器转换成I/O信号后，从通信终端的I/O接口输入。电缆线路的通信终端同样安装在铁箱内，直接由市电供电，如果市电失电，可由储能电容进行短时供电，以保证系统的正常工作。
3.3 实际故障定位及排除案例分析
配网故障大体是可分为暂时故障、永久性故障两大类，当配网自动化系统捕捉到故障信号后，会对其类型及发生位置等进行判断，并通过与计算机技术的配合使用，自动完成故障分析工作，提供具体的解决方案，为运行维护工作人员提供参考。下面结合广东某供电局的配网运行情况，探讨故障自动定位技术在配网运行维护中的实际运用。
案例1：在该供电局下属的农村架空线路中，经常发生接地故障，而且发生地点通常位于田地，增加了故障排查难度。在农村变电站安装故障自动定位系统时，根据线路实际架设情况，选择上述的架空线故障自动系统，将故障指示器悬挂在各支线上，并在杆塔处安装通信终端。采用信号注入法，实现对故障的检测和定位，将故障信号传输到中心站后，在主站界面上显示，并以短信方式通知巡线人员。在2017年11月期间，该配电线路12号东分4-6杆处因外力破坏，出现相间短路故障。自动定位系统第一时间将故障指示器动作信息准确传输到控制中心，在GIS图上显示。然后由控制中心下达检修任务，指派运行人员前往处理，使故障问题得到快速排除。
案例2：该供电局下属城区配电线路，已基本完成线路改造工程，形成双电源、三电源环网供电系统，并采用电缆型故障指示器技术，对配网运行状态进行检测。根据运行管理要求，将某中心城区划分为三个区域主站，独立开展运行维护工作。目前已累积安装通信终端300多台，故障指示器600多组，实现电缆系统监控点全覆盖。从2015年到2017年的系统运行情况来看，基本可实现3分钟下达故障通知，30分钟完成故障隔离和倒闸操作，故障检修时间平均缩短2~3小时，效益显著。
4 结束语
综上所述，配网故障自动定位技术在配网运行管理中的应用，可有效提高故障检测和排除效率，进一步提升配网运行稳定性及供电质量。通过对基于配网自动化系统的故障定位技术进行系统化分析，可以为其实际配置和应用提供参考，促进配网运行自动化管理水平的提升。
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论文作者:廖卫平
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/4
标签：故障论文; 指示器论文; 信号论文; 终端论文; 自动化系统论文; 通信论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第35期论文;