针对配网故障的快速定位法剖析故障指示器的运用论文_刘同旭,王平,谌业刚,王宇彦

针对配网故障的快速定位法剖析故障指示器的运用论文_刘同旭,王平,谌业刚,王宇彦

(国网安徽省电力公司蚌埠供电公司 233090)

摘要:科学技术的飞速发展给我国配网故障定位技术带来了较大的影响,未来的配网故障定位技术主要朝着智能化、自动化的方向发展,当然,故障的识别以及定位的准确性有待进一步提升。本文主要研究分析了配网故障的快速定位法,并进一步阐述了故障指示器的运用。

关键词:配网故障;快速定位;故障指示器;运用

由于配网系统涉及到的范围比较广泛,且其内部结构比较复杂,电缆线路的格局比较混乱,因此容易引发一些故障问题。为了确保配网系统的安全稳定运行,我们就需要认真学习配网故障的快速定位方法,还需要运用故障指示器来准确定位并解除故障,降低配网系统的安全风险,保障配网系统的安全稳定运行。

1 简单分析配网故障的定位方法

1.1 FTU与SCADA

馈线终端设备可以简称为FTU,主要起到了遥信、遥测以及控制的功能,能够在较短的时间内采集到故障信息,然后再通过数据采集及监控系统(SCADA)来完成信号的传输工作,经过运算主站负责定位并处理故障。不同的配网结构,故障定位有所差别,如果是辐射状、开环运转的环状配网,则在电源端流经短路电流的首个开关与末端开关间发生故障,该区段定位故障区段。FTU可以凭借对流经沿线开关电流的监督与监测来及时定位故障点,如果是环状配网结构,遇到故障问题,不同电源点的电流则将朝着故障点流动,故障段两侧的故障电流,有着完全相反的方向,可以凭借分析短路电流的功率方向来锁定故障段,此时无需重合器的启用。总的来看,这种故障定位方法需要较多的成本投入。

1.2 故障指示器的定位法

配网系统需要配备相应的故障指示器,其主要功能就是及时采集系统的电流和电压信息,这样才能准确定位故障位置,然后把故障相关信息传输到上级部门。实际的电压采集过程为:依托于空间电场电位梯度进行电压采集,电磁感应来收集电流,凭借分析电压、电流的变化规律等来对故障做出科学的判断与识别。当发现短路故障,则要主动发出动作,同时做下标识,相应的故障信号则能够凭借通讯系统传输至主站。

1.3 关于故障快速定位系统的相关阐述

故障快速定位系统主要是在电气设备、电气系统的基础上创建而来的,能够在必要的时候及时准确的找出故障位置,系统中包含很多设备,其中主要有故障指示器、通讯主站、子站等,不同的设备负责不同的功能。

第一是故障指示器,这种设备主要安置在架空的线路中,且具有多种功能,比如数字编码功能、故障电流的检测功能等。在配网系统出现故障是,支线指示器就会在第一时间发出警报,并对应将数字编码信息经发射单元传输至子站。指示器通常依托于太阳能进行供电。第二是通讯主站与子站。子站与主站之间协调配合负责数据、信息的传输通讯。子站通常配设于支线电杆,承担远程通讯任务,系统内部达到被检测区段同远程主站中继功能,通讯主站可以同时采集来自于多个故障指示器的编码信息,再凭借通讯子站来解调、解码无线信息,再将信息传输至主站,子站同样利用太阳能来发电,电池充满电后,能确保持续运转。主站主要负责接收来自于子站的信号,科学处理应用程序,人机交流的屏幕中,故障点会出现变色现象,对应呈现出故障信号,再对应调动警示系统,发出故障讯息,并传输至检修人员随身携带的通讯设备。

2 故障指示器的运用情况

2.1 故障指示器的自身特征

故障指示器被安置在电力线路上,其主要任务就是提示配网系统的故障,且整个过程都是自动完成的,是一种先进的智能化设备。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以往的故障指示器比较落后,故障提示方法也比较单一,通常仅设置一个电流定值,实际运转中容易受到多重因素的干扰,例如励磁、谐波、电磁等,故障指示精准度相对落后。随着现代化通讯技术、传感技术、电子信息技术等的运用,故障指示器的类型得以更新,以数字型电子元件为依托,能够参照配网线路的长度、负荷大小、保护模式等来对应设计、调节动作逻辑值,促进其实用功能的有效发挥。

2.2 分析故障指示器的工作原理

由于不同的故障指示器其自身结构及性能不同,因此其指示功能也各不相同,一般情况下故障指示器可以分为以下两种:

首先是过流型指示器。这种故障指示器需要在投入使用前设定好动作值,在实践工作中如果发现电流数值过大且接连不断的出现超标电流,就表明出现了故障。过流型指示器的运用同样优缺点并存,优势体现在能够动态跟随系统的变化而发出动作,指示效率较高,然而由于动作值的设定不变,所以实际运转中可能发生误动、拒动等故障。

其次是自适应型指示器。这种故障指示器主要是通过电流检测的变化来发现故障,主要是因为在线路发生故障时,线路的电流将会在短时间内上升,继而跳闸,电流与电压也将在短时间下降至0。此类指示器一般以三个参数值来判断、识别故障,具体的参数值为故障电流分量整定值、切断故障的时间极值(即最短时间T1、最长时间T2),具体参照以下公式来判断:Δl>h1,T1≤ΔT≤T2Uc=Ic=0

2.3 故障指示器的具体运用

首先,用在短路故障检测工作中。配网系统的短路故障可能会给配网系统带来较为严重的负面影响,不仅会损毁电气设备,也有可能会让整个配网线路处于崩溃的边缘,可以采取以下几种故障检测法:第一,电流动态监测法。运行于配网线路的电流处于动态变化中,故障出现时会形成突变性故障电流,如果出现一个正向突变,同时变化量高出一个设定值,瞬时间电流值与电压值如果同步降低达到零,就意味着此线路中出现了故障性电流,突变检测法的优势在于对于电流的变化较为敏感,然而如果短路电流较小,则检测能力较弱。第二,传统故障研判法。该方法同继电保护理论大致相当,通过标准化、高效化的熔断,科学地设计参数,确保一切短路都发出动作,提高故障判断的精准度。该方法的优势体现在:能够用在更广的电力线路,环境适应能力强,但是需要运维人员具有较高的专业水平,能够熟识线路的分布,而且要确保参数设置精准、合理。

其次,用在单相接地故障的检测工作中。如果在电流较低的情况下,我们主要采用谐波法、首半波法来完成单相接地故障的检测工作,由于谐波法的数值较小,非常容易受到外界环境的影响;首半波法则可能导致极性的错误判断。通常来说,故障指示器在实际使用中具有一定的局限性,仅仅围绕本相电流进行检测,在实际的单相接地故障检测中,适用能力相对有限。低压配网接地系统多属于小电流接地,无数学模型的支持,单纯依靠物理模型内部的多项参数、参量数据,无法客观、精准地对接地故障做出判断。现阶段,相对科学、合理的接地故障判断方法为:全面对比与分析暂态接地电流、稳态接地电压等的动态变化情况,配合人为的判断、决策与分析,能够相对更加高效、准确地判断单相接地故障,然而这一过程中最关键的是要科学选型故障指示器,确保所选设备数据采样频率较高、可以及时获取线路电容放电流值。同时需要指示器兼具多种功能,例如防空载合闸涌流误动功能,重合闸过程中,非故障线路依然保持稳定完好等功能。

3 结语

在配网系统的正常运行中免不了会发生各种问题,工作人员需要在第一时间掌握故障的相关信息,传统的故障定位法已经无法满足故障定位需求,因此我们需要采用新型的故障指示器来完成故障定位工作,故障指示器作为一项重要的故障指示设备,应用于配网系统,能够有效发挥故障指示作用。随着现代化智能技术、通讯技术等的发展,配网故障定位与识别也势必会获得全新的发展。

参考文献:

[1]梅鲁海.电力系统监控网络的智能化结构设计[J].电力系统及其自动化学报,2010,22(2).

论文作者:刘同旭,王平,谌业刚,王宇彦

论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期

论文发表时间:2018/1/18

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