摘要：漯河供電公司為快速準確的選定故障線路，引進了一種先進的線路故障定位系統(tǒng)，將有助于提高電氣設備的使用壽命和配電網(wǎng)絡的供電可靠性，大大減少停電維修的時間，從而確保了電網(wǎng)的設備安全和對用戶的可靠供電。

關鍵詞：線路故障 定位系統(tǒng) 可靠供電

0 引言

電力線路故障造成停電給電力公司和用戶帶來直接或間接的經(jīng)濟損失，給人民群眾的生產(chǎn)、生活帶來諸多不便，關系到電力公司和用戶的切身經(jīng)濟利益。漯河供電公司為快速準確的選定故障線路，減少停電維修的時間，引進了一種先進的線路故障定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要基于故障指示器技術，能夠自動高效的檢測及定位故障點（區(qū)段），主要用于配電系統(tǒng)各種故障點的檢測和定位，包括相間短路和單相接地故障。

1 工作原理

線路故障定位系統(tǒng)包括：短路接地二合一的故障指示器、數(shù)據(jù)轉發(fā)站、監(jiān)控主站。當需要將現(xiàn)場故障信息送回監(jiān)控中心時，通過引入通信技術和計算機技術，系統(tǒng)可以對現(xiàn)場故障信息的進行收集、解析、拓撲、告警，以及管理等處理工作，從而實現(xiàn)對線路故障信息的實時監(jiān)控。

2 主要功能

2.1 故障指示器FD

在線路發(fā)生故障時，故障通路或分支上的FD在故障后將被觸發(fā)，翻牌給出紅色顯示，同時進行LED超高亮顯示，夜間可視范圍超過300米。

2.1.1 相間短路故障檢測

由于短路故障時會有大的電流突變，因此短路故障的檢測相對比較簡單，一般按照過流定值（繼電保護）的方法來實現(xiàn)，從目前來看，這種方法也比較可靠，但使用起來不太方便，主要是不同的線路往往需要設不同的保護定值，保護定值需要保護班的人員進行計算，對運行人員的素質要求較高，而且每年要進行校對試驗，給使用增添了很多麻煩，常常導致設備在現(xiàn)場無法正常檢測到故障。

目前比較好的檢測短路故障的方法是采用自適應算法，該方法通過電磁感應方法測量線路中的負荷電流并根據(jù)負荷電流計算出當時的過流定值，當電流超過該過流定值時，指示器給出報警信息。因而它是一種適應負荷電流變化，只與故障時短路電流分量有關的故障檢測方法，不需要設定過流定值，對于任何線路均可以自動適應。它的判據(jù)比較全面，可以大大減少誤動作的可能性。

2.1.2 單相接地故障檢測

系統(tǒng)采用的是首半波法，即采樣接地瞬間的電容電流首半波與電壓波形，比較其相位，當電容電流首半波與接地瞬間的電壓同相，同時導線對地電壓降低，則判斷線路發(fā)生接地。并對其進行了兩點改進：采用小波變換提取接地脈沖，消除環(huán)境溫度對濾波電路的影響，使其更可靠，而且靈敏度更高；采用負荷電流方向自動跟蹤算法，使得邏輯判斷可以根據(jù)不同的負荷電流方向采用相應的邏輯判斷，從而使其可以在環(huán)網(wǎng)供電中使用

2.2 數(shù)據(jù)轉發(fā)站

數(shù)據(jù)轉發(fā)站一般安裝在線路分支點處，它能接收三個分支共9個FD的編碼信息，它與FD的關系是1只對9只為一組，收到的動作信息通過處理后，經(jīng)過地址編碼和時序控制，通過GSM通信裝置發(fā)送給GSM/GPRS中心站。數(shù)據(jù)轉發(fā)站封閉在一個聚碳酸酯的密封盒內(nèi)，利用卡線結構直接卡在10kV線路上，可以帶電拆裝。它從線路上取能，內(nèi)部有高能鋰電池作為后備電池，供系統(tǒng)和GSM使用。

2.3 GSM/GPRS中心站

GSM/GPRS中心站主要是通過GSM通信裝置接收數(shù)據(jù)轉發(fā)站發(fā)送的信息，然后解碼，并對數(shù)據(jù)進行處理，最后將數(shù)據(jù)送往主站進行顯示。

2.4 故障定位系統(tǒng)軟件

主站系統(tǒng)整體框架基于IEC61968的企業(yè)服務總線，主要系統(tǒng)設計及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換的語義與語法遵循CIM，企業(yè)服務總線架構基于SOA。

主站系統(tǒng)主要由硬件層、操作系統(tǒng)層、支撐平臺層和應用層共四個層次構成。其中，硬件層包括UNIX 服務器以及工作站、PC工作站、網(wǎng)絡交換機、GPS時鐘對時器等在內(nèi)的各種硬件設備，操作系統(tǒng)層包括UNIX和WINDOWS操作系統(tǒng)，其他一般瀏覽用戶及報表工作站為WINDOWS操作系統(tǒng)。配電主站硬件將采用標準化的通用設備，具有良好的開放性和可替代性，符合安全性、可靠性原則。服務器、交換機等關鍵節(jié)點采用冗余配置。

集電網(wǎng)邏輯圖和MIS（管理信息系統(tǒng)）于一體，可用來實時監(jiān)測配電網(wǎng)絡狀態(tài)和故障，并自動確定故障位置，便于電路的維護和事故搶修，便于設施信息的錄入、查詢和統(tǒng)計。

3 功能要求

3.1 故障指示器功能要求

故障指示器為短路接地二合一故障指示器；

適合10kV裸導線與絕緣線路；

故障指示由翻牌指示結合LED超高亮顯示，夜間可視范圍達到300m以上；

指示器免維護，殼體抗污穢等級高，能長時間保持殼體透明度；

為保證指示器適合絕緣線路，指示器自身電源采用鋰電池，不取用系統(tǒng)電源；

選用以智能型單片機為核心、采用現(xiàn)代信號處理技術進行故障識別的智能型故障指示器，對安裝方向沒有要求；

架空型故障指示器應能帶電安裝和拆卸。

3.2 數(shù)據(jù)轉發(fā)站的要求

可以接收故障指示器或者無線接力站發(fā)送的無線信息，判斷出故障類型等信息；

利用GSM短消息方式向監(jiān)控中心轉發(fā)故障信息；

可以直接安裝在線路上，防止設備被盜；

后備電池采用可靠性更高的鋰電池，不能采用鉛酸類蓄電池；

后備電池可方便的更換；

3.3 監(jiān)控主站軟件功能的要求

可以顯示線路及故障指示器安裝位置的邏輯接線圖；

可以接收現(xiàn)場指示器動作情況并在屏幕上直觀顯示；

能夠根據(jù)指示器動作情況進行網(wǎng)絡拓撲，自動計算出故障區(qū)段；

能夠將故障內(nèi)容存盤，備查；

能夠將故障信息以短消息的方式轉發(fā)給相應的運行人員；

3.4 主站系統(tǒng)功能要求

解析現(xiàn)場發(fā)送的故障信息；

故障實時監(jiān)控、拓撲與故障推屏；

故障歷史查詢、故障重現(xiàn)；

故障記錄備份導出；

故障通知人員管理；

多級權限管理，保證系統(tǒng)安全；

繪制線路網(wǎng)絡結構圖；

4 故障指示儀安裝

4.1 10kV故障指示器安裝示意圖

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4.2 故障指示器安裝步驟

先準備好故障指示器安裝工具、起簧器、拉閘桿（3~4節(jié)）；

安裝指示器時，要求安裝在負荷側，A1B1C1安裝在主線負荷側，A2B2C2安裝在分支負荷側。

5 結束語

相信隨著該套線路故障定位系統(tǒng)應用，將會快速準確的選定故障線路，大大減少停電維修的時間，從而確保了電網(wǎng)的設備安全和對用戶的可靠供電，也給本企業(yè)帶來相當?shù)慕?jīng)濟效益和社會效益。