遠傳型故障指示器在配電自動化中的應用

汪路

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對電力供應的可靠性要求越來越高，但由于配電網(wǎng)絡的復雜性，一旦發(fā)生故障，需要消耗較長的時間進行故障排查，導致長時間的電力供應中斷，造成較大的經(jīng)濟損失和社會影響。因此，在配電系統(tǒng)的自動化發(fā)展過程中，故障的自動查找和排除占有重要地位。目前各種類型的故障指示器是配電系統(tǒng)故障排查的主要基礎設備，文章將對遠傳型故障指示器進行研究分析，并探討遠傳型故障指示器在配電自動化中的應用。

關鍵詞：遠傳型；故障指示器；配電自動化；應用

中圖分類號：TM64 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）24-0150-02

前言

在供電需求不斷增加的情況下，配電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大，配電網(wǎng)絡的復雜性不斷提高，在整個系統(tǒng)中包含多條分支線路，一旦其中某條支線發(fā)生故障，即使在主線路中安裝了分段開關，也會對一定范圍內的電力供應造成影響。而且運維人員在進行故障排查時面臨著較大困難，傳統(tǒng)的故障排查手段難以實現(xiàn)快速排查，無法為電力供應的可靠性提供保障。遠傳型故障指示器的應用可以有效解決這一問題，實現(xiàn)對配電系統(tǒng)運行狀況的實時監(jiān)控，并在發(fā)生故障的第一時間指出故障線段，提高故障排查效率和系統(tǒng)供電可靠率。

1 遠傳型故障指示器的工作原理

遠傳型故障指示器的基本原理是通過對配電系統(tǒng)的電壓、電流進行檢測，判斷故障類別和發(fā)生位置，并通過信號輸出系統(tǒng)對故障進行顯示，在故障排除后自動復位，為下一次故障指示做好準備。遠傳型故障指示器主要采用感應電流取電技術進行設備供電，將探測前端安裝在架空線路故障多發(fā)線路上，對其負荷電流和溫度等參數(shù)進行實時監(jiān)測，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心，通過顯示系統(tǒng)翻牌或閃光同時利用通信終端發(fā)出警報提示，供技術人員查看，從而保證技術人員可以及時捕捉到線路異常，在故障發(fā)生的第一時間確定故障類型和發(fā)生位置，節(jié)省寶貴的故障排查時間[1]。遠傳型故障指示器如圖1所示。

2 關鍵技術指標

遠傳型故障指示器主要由供電設備、前端探測設備、通信終端、液晶顯示設備和遠程服務器組成，可以實現(xiàn)對線路故障的遠程監(jiān)控和實時監(jiān)控，其關鍵技術指標如表1所示[2]。

3 在故障檢測中的應用

3.1 短路故障檢測

短路故障和接地故障是電力配網(wǎng)系統(tǒng)中最常發(fā)生的故障問題，遠傳型故障指示器在這兩種類型的故障檢測中都有重要作用。使用遠傳型故障檢測器對配電網(wǎng)絡中的短路故障進行檢測，首先由技術人員根據(jù)系統(tǒng)故障信息，利用通電導線會產(chǎn)生磁通量電磁感應的原理，分析電流突變時間，判斷配電網(wǎng)絡的線路運行狀況。當故障指示器檢測到短路故障時，指示器的運行參數(shù)能夠隨電流變化而產(chǎn)生變化，與故障電流分量關聯(lián)起來，可以有效降低誤動的可能性。系統(tǒng)結構發(fā)生變化時，遠程故障指示器的前端探頭也能對其進行準確識別，不會因系統(tǒng)結構變化發(fā)生誤動，準確的顯示電路中的短路故障[3]。

3.2 接地故障檢測

接地故障發(fā)生頻率較高，其故障排查也具有較高難度，目前多數(shù)配電網(wǎng)絡的中性點沒有采用直接接地方式，使系統(tǒng)線路發(fā)生接地故障時產(chǎn)生的故障電流較小，而故障特征則較為復雜，給配電網(wǎng)的故障檢測和排查帶來了一定困難。傳統(tǒng)故障監(jiān)測和排查主要采用電流電容檢測法或五次諧波法，但是發(fā)生接地故障時電流信號較弱，故障信號的搜集較為困難，容易受周邊的電磁干擾和諧波污染，導致信號失真，影響檢測結果的準確性。采用故障指示器對接地故障進行檢測，當系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，系統(tǒng)信號源會發(fā)出一個特定信號，經(jīng)過電網(wǎng)回路被故障指示器接受，根據(jù)該信號信息，準確判斷接地故障類型及發(fā)生位置。采用這種檢測方法能夠有效降低接地故障檢測的影響因素，而且故障指示器發(fā)出的故障信號抗干擾能力強，可以保證其在傳輸過程中不會出現(xiàn)失真現(xiàn)象，使技術人員能夠準確接收故障信息。

4 基于遠傳型故障指示器的配電自動化故障定位系統(tǒng)

4.1 系統(tǒng)組成及工作原理

基于遠傳型故障指示器的配電自動化故障定位系統(tǒng)由FD探頭、電力通訊系統(tǒng)、配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和遠程控制終端等部分組成。其中，整個配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)又可分為小型配網(wǎng)FTU、近距離無線發(fā)射接收系統(tǒng)、遠距離無線傳輸系統(tǒng)、無線接收主站等部分。針對于目前許多配電網(wǎng)中性點未直接接地的情況，采用該系統(tǒng)進行單項接地故障檢測，需要在系統(tǒng)中加入信號源子系統(tǒng)，使其在發(fā)生故障時，自動向遠方控制終端發(fā)出故障信號。

4.2 FD探頭在單相接地故障檢測中的作用

技術人員在使用配電自動化故障定位系統(tǒng)進行系統(tǒng)故障檢測和排查時，單相接地故障處理和故障顯示等部分是公用的。通過在配網(wǎng)系統(tǒng)的各個支路中安裝故障檢測FD探頭，識別不同的編碼信息，即使有兩個以上的支路同時出現(xiàn)故障，F(xiàn)D探頭也可以對故障發(fā)生位置進行正確區(qū)分，準確檢測出配網(wǎng)系統(tǒng)的特定信號電流和故障電流，并將發(fā)生故障的系統(tǒng)信號傳送到相近的無線發(fā)射接收系統(tǒng)中，使故障指示器能夠接收到FD探頭發(fā)出的特定信號。

4.3 遠程信號傳輸

該系統(tǒng)在配網(wǎng)分支線路上安裝的無線發(fā)射接收子站可以同時接受6個FD探頭的故障信號，并將接收到的信號傳送給遠距離通信系統(tǒng)和檢測終端，通信距離可以達到10～20公里，如果超出這一范圍，或傳輸過程中信號干擾較為嚴重，需要安裝一些無線中轉站，對信號進行接收和轉發(fā)，使其能夠完好的到達控制主站。通過這種遠程信號傳輸方式，可以進一步確保故障信息的準確傳遞和正確顯示，將攜帶故障信息地址的信號信息及時發(fā)送給配網(wǎng)中心監(jiān)控系統(tǒng)。

4.4 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心是配網(wǎng)系統(tǒng)故障監(jiān)測和處理的信息接收中心，負責對整個配網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，對接收到信號數(shù)據(jù)進行計算分析。將分析結果與地理信息系統(tǒng)進行疊加和比對，在顯示系統(tǒng)中準確找到線路故障的發(fā)生地點，并將故障信息發(fā)送給配網(wǎng)系統(tǒng)的運維人員，使其能夠快速找到故障發(fā)生位置，對故障問題進行及時檢修。最大限度的降低配網(wǎng)故障的排查和檢修時間，在最短時間內處理好故障問題，保證配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在發(fā)生故障時，遠傳型故障指示器會在第一時間發(fā)出警報，提醒監(jiān)控中心的工作人員進行故障處理，并在故障處理后自動復位，告知工作人員系統(tǒng)故障已經(jīng)排除，并為下一次的故障告警做好準備。

5 結束語

綜上所述，遠傳型故障指示器是配電自動化系統(tǒng)中的重要組成部分，在配電系統(tǒng)故障監(jiān)測和排查中的應用，可以準確捕捉并傳遞故障信號信息，節(jié)省大量故障排查時間，最大限度的為配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障。本文主要分析了遠傳型故障指示系統(tǒng)的工作原理、關鍵技術指標，并探討了遠傳型故障指示器在配電系統(tǒng)自動化故障檢測中的應用。

參考文獻：

[1]何鋒.基于GPRS通信故障指示器在配網(wǎng)自動化中的應用[J].海峽科學，2010，10：159-161.

[2]徐誠.新型配電網(wǎng)單相接地故障定位系統(tǒng)的研究及實現(xiàn)[D].華北電力大學，2016.

[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)的應用分析[J].電氣應用，2013，S2：520-522.endprint