王成 賈克音 秦迪 劉濤

摘要 我國(guó)的配電網(wǎng)相對(duì)比較復(fù)雜，所以在實(shí)際應(yīng)用過程中非常容易發(fā)生各種各樣的故障，特別是接地故障更是頻繁發(fā)生，而其具有一定的隱蔽性，所以在查找的時(shí)候給工作人員造成了一定的難度，有的時(shí)候還得通過拉分段開關(guān)試送點(diǎn)來對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行確定，這種方法對(duì)設(shè)備以及線路的運(yùn)行安全都會(huì)造成一定的不良影響。在以往的故障分段定位過程中，往往都是采用故障指示器，其不能對(duì)信息進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸，也沒有對(duì)故障可以自動(dòng)定位的功能，當(dāng)然也不能對(duì)停電故障給呢進(jìn)行智能判斷，都需要人工親力親為，大大增加了施工人員的工作量，也延長(zhǎng)了故障排除時(shí)間。

【關(guān)鍵詞】故障指示器 接地 短路 停電 故障定位

1 輸配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展及問題

1.1 輸配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展及需求

隨著目前城市建設(shè)的深入，網(wǎng)架建設(shè)、一次設(shè)備改造、及光纖通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也加快了進(jìn)程，重點(diǎn)城市和部分城市核心區(qū)域己具備了建立配電自動(dòng)化系統(tǒng)的條件。對(duì)于傳統(tǒng)意義上的配電自動(dòng)化系統(tǒng)而言，盡管饋線自動(dòng)化終端能夠?qū)崿F(xiàn)故障的自動(dòng)定位和隔離，但是其并不能將運(yùn)行的各種設(shè)備接入到光纖通道中，而這些設(shè)備的更換還有通訊通道的加設(shè)都會(huì)造成大量資金的浪費(fèi)。除此之外，如果對(duì)故障和通訊隔離速度進(jìn)行過分的要求，其實(shí)并不會(huì)產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益，電力設(shè)備和線路的大量頻繁異動(dòng)都會(huì)使得通訊光纜的維護(hù)工作很難更近，進(jìn)一步增加了后期使用和維護(hù)工作的難度。

1.2 解決方案

配電線路調(diào)度應(yīng)急指揮監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在原有故障指示器產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入研究后，開發(fā)出的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的一種綜合故障監(jiān)測(cè)定位解決方案。其解決了傳統(tǒng)故障指示器單相接地故障判斷準(zhǔn)確度低及故障信息不可追隨的難題，增加停電智能判斷報(bào)警，也是綜合運(yùn)用無線通信、信息網(wǎng)絡(luò)及新材料等現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的新技術(shù)而研制出來的一套智能故障定位裝置。

2 系統(tǒng)工作原理

配電線路調(diào)度應(yīng)急指揮監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用微功耗無線傳輸和3 G/4G無線傳輸技術(shù)，首先故障監(jiān)測(cè)器可以對(duì)各種接地故障、短路故障、停電以及斷線故障進(jìn)行有效的在線檢測(cè)，然后將這些所采集的故障信息以波形數(shù)據(jù)形式快速傳輸?shù)郊衅鳟?dāng)中，集中器可以利用GPRS或者是SMS通訊方式把這些數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心;其次，監(jiān)控中心的相關(guān)系統(tǒng)軟件便可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析與處理，并生成相應(yīng)的故障查詢報(bào)表，充分引導(dǎo)相關(guān)的工作人員對(duì)故障點(diǎn)的迅速準(zhǔn)確查找，大大提升了故障查找的效率。與此同時(shí)，還可以通過短信的方式將相關(guān)信息發(fā)送給相關(guān)的維護(hù)人員和部門負(fù)責(zé)人，有效實(shí)現(xiàn)了智能故障檢測(cè)，同時(shí)也為配電線路的安全使用提供了更加科學(xué)的依據(jù)。

3 故障判斷

當(dāng)配電線路發(fā)生單項(xiàng)接地故障的時(shí)候，應(yīng)該充分結(jié)合接地方式和接地條件來進(jìn)行判斷，在實(shí)際操作過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種暫態(tài)現(xiàn)象，其中包括了接地線路對(duì)地電壓下降、對(duì)地分布電容放電電流還有線路零序電流增大等多種情況，詳細(xì)特征情況如表l所示。

針對(duì)上述各項(xiàng)故障特征，該項(xiàng)目采用通過實(shí)時(shí)采集三相線路在線電流、線路對(duì)地電場(chǎng)、凍結(jié)故障三相暫態(tài)電流、三相無線同步計(jì)算零序電流等方法綜合性的進(jìn)行接地故障判斷，如圖1所示。

傳統(tǒng)的零序電流檢測(cè)法，首先在采集方面，容易受到互感器精度的影響，且采集不方便，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高且不現(xiàn)實(shí);此外在電流識(shí)別方面，容易受到接地方式，運(yùn)行方式等的影響，限制因素很多。

3.1 電流采集

故障檢測(cè)器通過采用高導(dǎo)磁材料的電磁感應(yīng)電流傳感器和數(shù)字信號(hào)采樣技術(shù)，實(shí)時(shí)采集每個(gè)周波12點(diǎn)作傅里葉電流計(jì)算，準(zhǔn)確得到當(dāng)前線路的實(shí)時(shí)在線電流值，并且能實(shí)時(shí)捕獲小于一個(gè)周波（ 20ms）的電流突變信息。同時(shí)電流突變閥值、突變時(shí)間、持續(xù)時(shí)間等參數(shù)均可進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)調(diào)整。故障檢測(cè)器通過對(duì)故障相線路突變電流進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，同時(shí)通知通信終端進(jìn)行凍結(jié)其余兩相故障時(shí)電流暫態(tài)信息，通過暫態(tài)對(duì)比分析法確定故障信息。

3.2 電場(chǎng)檢測(cè)

根據(jù)上述表l中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)及經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)非故障相電壓會(huì)升高，故障相電壓降低的特性，根據(jù)每相對(duì)地電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行判斷接地故障。

3.3 零序電流同步計(jì)算

（1）通信終端接收到零序終端的同步請(qǐng)求后，實(shí)時(shí)通知三相故障檢測(cè)器進(jìn)入同步接收狀態(tài);

（2）故障檢測(cè)器接收到通信終端的同步命令后進(jìn)入等待同步采樣計(jì)時(shí)狀態(tài);

（3）通信終端確認(rèn)三相檢測(cè)器均進(jìn)入同步等待狀態(tài)后，廣播發(fā)送同步開始命令，命令三相檢測(cè)器同步進(jìn)行若干個(gè)周波的同步采樣數(shù)據(jù);

（4）同步時(shí)間結(jié)束后，通信終端通過收集三相故障檢測(cè)器同步時(shí)的采樣點(diǎn)信息，通過三相零序算法進(jìn)行當(dāng)前零序電流計(jì)算。

通過判斷故障后零序電流大小就可以判斷接地故障信息。

4 小結(jié)

隨著供電企業(yè)對(duì)供電可靠性的日益重視，配電線路調(diào)度應(yīng)急指揮監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接地，短路，停電等故障的智能判斷，遠(yuǎn)傳控制，后臺(tái)拓?fù)浞治?，在未來幾年將得到廣泛的應(yīng)用，大大減少了電力運(yùn)維人員的工作量，節(jié)省了人力物力，有廣泛的前景。

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