樊榮強

（甘肅省廣播電視局無線傳輸中心711臺，甘肅 蘭州 730000）

甘肅省廣播電視局無線傳輸中心711臺由于地處蘭州市七里河區(qū)大尖山，距離市區(qū)較遠(yuǎn)且地理環(huán)境多樣，供電線路距離長、分支多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此線路故障相對多發(fā)，查找故障點工作繁雜，耗時費力且會對供電可靠性造成極大的影響。

供電線路故障定位系統(tǒng)將母線檢測及單相接地監(jiān)測技術(shù)、故障定位指示技術(shù)與GSM通信技術(shù)有效結(jié)合，故障發(fā)生時故障定位指示器快速準(zhǔn)確通過通信終端向主站報告故障具體位置，同時將已確認(rèn)的故障信息以短信文字方式發(fā)送給管理和維護(hù)相關(guān)人員的手機，通知維護(hù)人員迅速到現(xiàn)場搶修排除故障，大大降低了故障定位的巡線工作量，提高了工作效率，有效保障了供電系統(tǒng)的可靠性[1]。

1 故障定位系統(tǒng)概述

廣播發(fā)射臺供電自動化系統(tǒng)改造時借鑒了供電系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)故障定位系統(tǒng)的先進(jìn)經(jīng)驗，系統(tǒng)構(gòu)成主要包括故障定位指示器FI、通信終端ST、主站及后臺管理系統(tǒng)、信源發(fā)生器以及GSM通信系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 供電線路故障定位系統(tǒng)構(gòu)成圖

故障定位指示器安裝在供電線路分支線路上,當(dāng)線路上任何地方發(fā)生接地時，故障定位指示器會及時檢測信號源向線路注入的脈沖信號狀態(tài)，出現(xiàn)異常時翻轉(zhuǎn)指示牌，并向所對應(yīng)通信終端發(fā)送故障信息；當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，故障定位系統(tǒng)及時檢測流過的短路電流，通過系統(tǒng)閾值判定浪涌還是短路故障，然后將故障信息傳送到相應(yīng)的通信終端。通信終端分布安裝在分支線路上，通信終端與故障定位指示器采用短距離數(shù)字無線通信，在收到故障定位指示器傳來的故障信息后通過數(shù)字GSM鏈路向主站及后臺發(fā)送故障類型及地址信息。主站及后臺系統(tǒng)收到通信終端發(fā)來的信息后，通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治雠c計算，結(jié)合系統(tǒng)存儲的線路地理位置信息進(jìn)行故障定位，直接顯示故障點地理位置坐標(biāo)信息，并在地理背景圖上對應(yīng)顯示并啟動聲光報警向值班人員顯示警情。主站及后臺系統(tǒng)同時將定位信息以文字短消息的方式發(fā)送到相關(guān)人員的手機。

脈沖信號源在工作母線上的搭載，接線一次回路部分從母線接地變壓器中性點引出單芯高壓電纜接入信號源，箱體及信號地線均需可靠接地。二次回路部分接線在母線PT柜引出的開口電壓兩端處做信號取樣，信號源需要接入220 V交流電源做工作電源[2]，接線示意圖如圖2所示。

圖2 脈沖信號源接入示意圖

2 故障檢測原理

（1）單相接地故障檢測原理。根據(jù)注入母線脈沖信號在線路接地時監(jiān)測到的狀態(tài)異常與常態(tài)下設(shè)定值進(jìn)行比較，超閾值即研判為線路有接地，從而觸發(fā)接地指示牌掉牌。搭載在變電站出線上的信號源主動向母線持續(xù)加載的特殊脈沖信號與接地點構(gòu)成回路，故障指示器檢測到這個特殊信號后觸發(fā)接地指示牌掉落，同時觸發(fā)接地蜂鳴器鳴響及報警燈閃爍以顯示故障。

（2）短路故障檢測原理。根據(jù)短路時線路電流與正常工作時的線路電流的大小沒有直接關(guān)系，只與故障時短路電流分量有關(guān)，且故障定位指示器是一種能適應(yīng)負(fù)荷電流變化的故障檢測裝置,線路發(fā)生短路故障時,通過電磁感應(yīng)原理檢測線路中的突變電流及持續(xù)時間判斷故障，當(dāng)線路上的電流突然發(fā)生一個正向突變且變量大于限定定值，并且在很短的時間內(nèi)電流和電壓雙雙下降為零，則判定該條線路為故障線路。

3 系統(tǒng)特點

（1）故障檢測高效。單相接地故障檢測采用信號注入法通過檢測信號源注入的特殊脈沖信號電流實現(xiàn)故障選線和故障點的定位。短路故障檢測故障定位指示器自動適應(yīng)負(fù)荷的變化，無需設(shè)定門檻下限，不受系統(tǒng)運行方式、線路負(fù)載能力、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)中性點接地方式以及故障隨機因素等影響，對于現(xiàn)場干擾不敏感，具有較強的抗干擾能力，監(jiān)測定位效率更高。

（2）故障定位準(zhǔn)確。故障定位指示器根據(jù)線路網(wǎng)絡(luò)分布安裝于不同的線路上，且每個故障定位指示器都有唯一的地址編碼，不同線路的故障定位指示器分別待機于不同的線路，待機的故障定位指示器監(jiān)測到故障信息后通過通信終端向主站發(fā)送故障信息，主站系統(tǒng)顯示故障時間、類型及位置等信息，反應(yīng)迅速，運行可靠。

（3）設(shè)備安裝簡便。與傳統(tǒng)自動化設(shè)備相比，該系統(tǒng)完全滿足帶電安裝和調(diào)試的要求，可以在線路正常供電的情況下完成設(shè)備的安裝與調(diào)試。故障定位指示器可以直接利用操作桿進(jìn)行有效固定安裝。通信終端直接加裝在相應(yīng)故障定位指示器附近的供電塔、桿上，所需工作電源由太陽能電池板及蓄電池供給，無需與供電線路進(jìn)行PT電氣連接，既方便安裝，也不會給供電網(wǎng)絡(luò)增加故障隱患。

（4）通信便捷可靠。在通信方式中，該系統(tǒng)充分利用了電信部門在通信領(lǐng)域強大的技術(shù)資源，采用現(xiàn)有的電信通信GSM網(wǎng)，與常用的光纖及微波通信相比較，可靠性更高，建設(shè)成本低廉，且不需要日常維護(hù)。

4 運行效果

甘肅省廣播電視局無線傳輸中心711臺借鑒的供電網(wǎng)絡(luò)電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)在2條10 kV供電線路上進(jìn)行安裝運行。系統(tǒng)由2臺脈沖信號源、3套架空通信終端及臺站中心主站組成。故障指示器分A、B、C三相安裝于架空線路上，通信終端安裝在相應(yīng)故障指示器附近的線路桿塔上。故障定位指示器與通信終端之間通過短距離無線數(shù)字通信。通信終端與主站系統(tǒng)之間通過無線公網(wǎng)采用GSM通信方式通信，由于發(fā)射臺站距離市區(qū)較遠(yuǎn)，架空線路敷設(shè)時盡量選取直線施工，一般都距離人員密集的村莊較遠(yuǎn)，所以存在電信通信信號差的情況，因此在安裝故障定位指示器及通信終端時要盡量考慮通信質(zhì)量，負(fù)責(zé)影響運行效果。

運行多年來，無論是定期的模擬檢測還是運行期間的實時故障，本系統(tǒng)相應(yīng)地址的故障定位指示器均能準(zhǔn)確指示并向通信終端發(fā)出故障信息，通信終端也都能將故障定位指示器動作情況及時準(zhǔn)確地傳輸?shù)脚_站中心主站，主站監(jiān)控界面醒目顯示故障位置并聲光報警，及時轉(zhuǎn)發(fā)手機中文短信給相關(guān)人員，大大減輕了值班人員的工作量，實現(xiàn)了臺站供電安全穩(wěn)定自動化運行。

5 結(jié)論

廣播電視作為公共服務(wù)的重要任務(wù)就是保基本、提質(zhì)量、增效能，為廣大人民群眾提供更多更優(yōu)質(zhì)的視聽內(nèi)容和服務(wù)，滿足人民群眾對美好精神生活的需求，提高人民群眾的獲得感、幸福感。廣播電視發(fā)射臺站供電線路故障定位系統(tǒng)在本臺的投入運行，對線路的故障位置定位及時準(zhǔn)確，高效便捷地保證了廣播電視發(fā)射臺站的正常工作，提高了供電巡線人員的工作效率，安全高效地保障了廣播電視節(jié)目的正常播出，具有極大的推廣價值。