故障指示器在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用探討

熊麗輝

（國網(wǎng)安徽省電力公司馬鞍山供電公司）

故障指示器在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用探討

熊麗輝

（國網(wǎng)安徽省電力公司馬鞍山供電公司）

在當前智能電網(wǎng)運行過程中，需要通過故障指示器才能讓整個系統(tǒng)的運行變得更加靈敏，而合理運用故障指示器，也是推動建設(shè)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵所在。本文重點研究了故障指示器在智能電網(wǎng)中應(yīng)用的相關(guān)問題，先介紹了故障指示器的定位原理，再結(jié)合智能電網(wǎng)運行的具體要求，對故障指示器在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用方法進行分析。

故障指示器；智能電網(wǎng)；應(yīng)用

前言

隨著當前社會經(jīng)濟進一步發(fā)展，電力在整個經(jīng)濟社會中的作用越來越明顯，高質(zhì)量的電能供給是保證社會平穩(wěn)的關(guān)鍵。電力系統(tǒng)故障是影響智能電網(wǎng)運行質(zhì)量的重要因素，而線路故障的排除效率，是參考供電質(zhì)量的主要標準。因此在當前情況下，如何快速確定智能電網(wǎng)運行中的故障，成為相關(guān)學者關(guān)注的重點內(nèi)容。故障指示器在智能電網(wǎng)中有著廣泛的應(yīng)用前景，能快速確定故障位置，幫助相關(guān)人員快速排查故障，保證電網(wǎng)平穩(wěn)運行。

1 故障指示器分析

1.1 故障指示器的基本原理

故障指示器是故障指示技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一種快速定位技術(shù)，依靠安裝在各個分支處的的指示器，實時獲取智能電網(wǎng)的運行故障資料；在確定故障后，指示器會顯示故障位置，這樣維修人員就能根據(jù)指示器所顯示的信息對故障進行針對性處理，就能有效的排除故障。

為了進一步加深相關(guān)人員對故障指示器運行的認識，本文以圖片的形式對這一問題進行分析（如圖1）。按照圖1的相關(guān)結(jié)構(gòu)，當線路F點出現(xiàn)故障之后，變電站出口到故障點F之間的電流會出現(xiàn)明顯的變化，在這種情況下，故障指示器F11、F12、F13就能檢測到本電路在運行過程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，并通過自動翻牌的形式，顯示故障所發(fā)生的區(qū)間，讓維修人員能快速確定故障點位置；相應(yīng)的，由于F14、F15、F16、F17沒有檢測到故障，那么它們的工作狀態(tài)就不會發(fā)生變化。

圖1 故障指示器運行原理圖

根據(jù)這個流程，維修人員就能快速確定故障位置點，保證能在第一時間處理故障，保證智能電網(wǎng)運行質(zhì)量。

1.2 故障指示器的技術(shù)特征

由于故障指示器屬于一種能進行智能判斷、預(yù)警、實時顯示故障的智能裝置，因此在整個技術(shù)設(shè)計中，需要重點分析電網(wǎng)線路運行的特殊性，保證故障指示器能浸泡在水中，并且能滿足極端條件下的運行要求。因此本文認為，故障指示器主要具備以下技術(shù)特征：

（1）在線運行。為了保證故障指示器能實時顯示智能電網(wǎng)運行狀態(tài)，在線運行是保證電網(wǎng)運行質(zhì)量的的關(guān)鍵，因此故障指示器要全方位的觀察智能電網(wǎng)的運行情況，并及時的將故障信息傳遞給管理系統(tǒng)。

（2）故障指示。故障指示器依靠翻牌與高亮度的LED閃爍組合，顯示智能電網(wǎng)的運行故障，保證在任何時間段都能讓維修人員快速的發(fā)現(xiàn)故障。

利用云計算、大數(shù)據(jù)和移動技術(shù)，搭建一個創(chuàng)新、開放、便捷的綜合信息化財務(wù)管理平臺，以院、所、團隊的財務(wù)管理為建設(shè)重點，創(chuàng)新預(yù)算決算、內(nèi)部控制、資產(chǎn)管理、報銷業(yè)務(wù)、財務(wù)分析等各項財務(wù)管理工作，達到快速、準確、高效的管理效果，逐步實現(xiàn)預(yù)算的綜合管理，內(nèi)部控制的環(huán)環(huán)相扣，資產(chǎn)管理信息完整翔實，報銷業(yè)務(wù)的快速便捷，財務(wù)分析的及時準確，逐步促成科技創(chuàng)新成果的全成本核算。

（3）自動復位。對于智能電網(wǎng)中出現(xiàn)的永久性故障，在恢復供電之后能及時的復位，避免出現(xiàn)故障點混淆的問題；對于智能電網(wǎng)中出現(xiàn)的瞬間故障，在重合閘重合結(jié)束后，就能按照系統(tǒng)設(shè)定的時間定時復位，不需要人工干預(yù)。

2 故障指示器在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 在架空系統(tǒng)中的應(yīng)用

在架空系統(tǒng)中應(yīng)用故障指示器，通常需要將故障指示器設(shè)置在高壓線路上，在考慮到高壓線路絕緣特征以及其他條件限制的影響下，整個架空系統(tǒng)的故障指示器往往需要通過無線通信的方式完成信息傳遞，保證維修人員能在最短時間內(nèi)獲取架空系統(tǒng)運行過程中的故障資料，保證智能電網(wǎng)順利運行。架空系統(tǒng)故障指示器主要依靠卡線結(jié)構(gòu)，從線路中取電，來滿足系統(tǒng)電能消耗的要求；但由于整個故障指示器往往需要長時間運行，因此故障智思琪一般會與通信終端保持5～15m的距離。

在引用過程中需要注意的是，由于架空系統(tǒng)的故障指示器通過無緣傳感器將信息傳遞到主機，能夠保證主機實現(xiàn)短距離的無線信號傳遞，最終由DTU接受故障信息，并進過GPRS將信息傳遞到主站系統(tǒng)中，這樣才能有效保證整個無障礙信息的傳遞質(zhì)量。但在這個過程中，故障信息傳送經(jīng)常會面臨傳送限制的問題，并且一旦出現(xiàn)信號削弱的問題之后，將會影響整個故障指示器的信息傳遞質(zhì)量。因此本文不建議在偏僻區(qū)域使用這種方法。

2.2 在電纜系統(tǒng)中的應(yīng)用

在智能電網(wǎng)電纜系統(tǒng)中，故障指示器主要被應(yīng)用在小電流接地系統(tǒng)的故障處理中。一般情況下，故障指示器在電纜系統(tǒng)中的應(yīng)用方式主要分為幾種：

（1）短路指示器的應(yīng)用。在電纜系統(tǒng)中，短路指示器一般被安裝在相線上，用來檢測相間短路故障并測量線路負荷電流情況。同時，該系統(tǒng)還具有監(jiān)測電纜頭連接處溫度的功能，能實時記錄電纜連接處的溫度資料，一旦發(fā)現(xiàn)溫度異常，會在第一時間翻牌。在短路指示器運行過程中，其通信終端主要采用光纖傳輸信號，有效保證了信息傳輸質(zhì)量。

（2）接地故障指示器的應(yīng)用。接地故障指示器主要被安裝在三相電纜中，依靠電纜能監(jiān)測系統(tǒng)運行情況。目前我國配電網(wǎng)主要此阿勇諧振接地或者不接地的方式，也有部分地區(qū)采用小電阻接地的形式。因此這種接地故障指示器應(yīng)該滿足兩種以上的接地方式要求，才能保證運行效果。

3 實例研究

3.1 背景介紹

A市共有10kV電網(wǎng)線路136條，總線路長度約為5715km，現(xiàn)有公用配電變壓設(shè)備4409臺，總量227.18MVA。由于S市10kV電網(wǎng)存在供電半徑大、用戶分散等問題，因此一旦發(fā)生電網(wǎng)運行障礙，如何快速確定障礙點，成為工作人員的工作難點。為了有效解決A市電網(wǎng)運行中故障查找困難的問題，A市積極引進了故障指示器，對整個電網(wǎng)運行狀況進行監(jiān)控。

3.2 設(shè)備構(gòu)成

A市的線路故障指示器主要由主站、信號源、通信終端、故障指示器等組成。

3.3 運行狀況分析

在2014年12月，S市分別在8條10kV配電線路中安裝線路故障指示器，在經(jīng)過約五個月的考核后，整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)良好，達到了預(yù)期目的。該系統(tǒng)五個月的考核結(jié)果如表1所示。

3.4 效果分析

（1）由于S市的地形條件較為復雜，多為山地、丘陵，因此電網(wǎng)線路條件復雜。在整個線路運行中，受自然災(zāi)害等因素影響，10kV線路故障頻發(fā)，尤其是農(nóng)村地區(qū)，故障發(fā)生率更高，如果不能有效解決，將會對當?shù)厣a(chǎn)生活造成嚴重影響。

在傳統(tǒng)故障處理中，S市主要采用人工巡查的方法，不僅投入了大量的人力物力，還無法準確的確定故障點。而在應(yīng)用線路故障指示器之后，維修人員能快速確定故障點位置，從表1資料開展，在試驗階段共發(fā)生5次故障情況，故障的準確率達到100％，證明該系統(tǒng)在處理智能電網(wǎng)故障中發(fā)揮著作用。

（2）能縮小故障影響面積

S市在以往的智能電網(wǎng)線路處理中，主要面臨故障危害大的問題，一旦發(fā)生故障，就會造成大面積停電。而在應(yīng)用線路故障指示器之后，一旦某一處發(fā)生故障，就能通過故障指示器及時的隔離故障區(qū)域，盡可能的縮小停電范圍，降低范圍性停電所造成的影響。目前，S市已經(jīng)將自動隔離一體化開關(guān)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中，并配合故障指示器工作，一旦發(fā)生線路故障之后，就能快速鎖定故障，控制因輸電故障而導致的停電，保證電網(wǎng)整體供電水平。

表1 S市故障指示器運行期間的工作效果表（次）

4 結(jié)論

在當前智能電網(wǎng)運行中，故障指示器是保證電網(wǎng)運行質(zhì)量的關(guān)鍵要素，能快速確定智能電網(wǎng)故障信息，為維修人員解決故障提供幫助。從本文所研究的案例情況來看，再將故障指示器安裝在智能電網(wǎng)上之后，當?shù)氐碾娋W(wǎng)故障危害顯著降低，有效保證了城市居民生活與生產(chǎn)。因此，必須要正確認識到故障指示器的作用，為保證電網(wǎng)平穩(wěn)運行奠定基礎(chǔ)。

[1]陳學良.看門狗開關(guān)與故障指示器在架空配電線路故障查找中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2014，12：133～134.

[2]代云洪，梁仕斌，田慶生，等.故障指示器系統(tǒng)有效性研究[J].電器與能效管理技術(shù)，2015，08：30～34.

[3]陳艷霞，金立華，李艷濱.架空線路故障指示器在北京配電網(wǎng)的應(yīng)用分析[J].電氣應(yīng)用，2013，S2：520～522.

TM76

A

1004-7344（2016）36-0062-02

2016-12-14

熊麗輝（1987-），男，助理工程師，本科，研究方向為架空線路設(shè)備防雷及故障分析。