故障定位系统在兴隆林业局配网中的应用

故障定位系统在兴隆林业局配网中的应用

孙玉峰

黑龙江省兴隆林业供电局孙玉峰

摘要：兴隆林业供电局配线路供电半径相对长，分支线路较多，线路结构复杂，线路故障较频繁。通过运行证明，该系统能及时准确地确定出故障点所在的分支和故障点的确切位置，缩短故障修复时间，节省了大量的人力、物力，并提高了供电的可靠性，具有显著的经济效益和社会效益。

关键词：配电网；故障定位系统；应用效果1概述兴隆林业局电网供电，自2005年以来，公司在线路上安装了故障指示仪，但由于10KV线路为农村线路，主要处于山区，有3条线路全程达30千米以上；有5条线路抢修工作必须依靠船只过渡才可开展抢修，而且此故障指示仪运行的年限较久，现场翻牌基本看不出，导致故障排查抢修工作的难度增加，严重影响了故障隔离速度。此外，故障查找大多通过传统巡线和摇测绝缘的方式，难以快速、准确定位。2012年后，本公司陆续在白杨木林场、元宝山森林经营所、白石林场、六道河林场，太平林场等3条10kV配网线路的故障在线监测CR6000系统，现场监测点数量达到150组。通过应用先进的检测原理和技术，有利于减少故障查找时间，节省大量的人力物力，并减少安全隐患，大大提高配电网的故障处理自动化水平。

2CR6000故障定位系统CR6000故障定位系统采用三层结构，主站直接中心子站，子站连接故障指示器设备。主站配置单服务器，服务器与中心子站串口相连，该系统结构主要采用分布式体系结构。由于传统的集中式系统不仅升级困难、不便进行功能扩充，而且运行率低、开发周期长。而分布式系统则可以有效地解决了传统系统中的不足之处。其中，分布式系统主要是建立在网络基础上的一组互相协作的计算机系统，通过对数据和功能进行合理的分布，促使系统中的各台计算机相互协作，以便共同完成任务。

故障定位系统是基于故障指示器技术、GSM通信技术和GIS（地理信息系统）技术的一套自动高效的故障点检测及定位系统，主要用于配电系统各种故障点的检测和定位，包括相间短路和单相接地故障。监控主站的故障定位软件系统与大量现场的故障检测和指示装置相配合，在故障发生后的几分钟内即可给出故障位置和故障时间的指示信息，发送到相关人员手机，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，在提高了供电的可靠性的同时，减少了故障巡线人员，并提高工作效率。

故障定位系统用于相间短路和单相接地故障时，仅故障检工作效率。

故障定位系统用于相间短路和单相接地故障时，仅故障检测部分不同，通讯系统、故障处理及缆线路各线路分支处。系统出现短路或接地故障时，故障探头检测到短路故障电流或特定信号电流流过，判断线路故障，并通过不同的通信方式将故障信息传送给相隔2～lOm的通信子站。

另外，对于架空系统，通过短距离无线通信将检测结果发送给通信子站。通信子站安装在线路的杆塔上，接收故障探头发送过来的动作信息。它在收到动作信息后，将动作分支的地址信息通过GSM通讯系统发给中心站。而中心站得到该信息后进行处理，将处理结果送给监控主站进行显示。监控主站依据从中心站收到的这些动作信息，进行网络拓扑计算分析，与地理信息系统相结合，可以直接显示出故障点地理位置信息，并在地理背景上显示出来，还可以打印出地理位置信息。运行维修人员可以直接收到故障信息直接到故障点排除故障。基于架空线路的故障定位系统示意如下图所示。

当线路发生故障时，故障分支上的故障探头在故障后将被触发，给出红色显示，同时将数字编码信号通过短距离无线发射单元，以无线电波的方式发射出来，通讯距离在3～20m之间；或通过塑料光纤与面板型故障指示器相连，后者通过信号电缆与通信终端通信。故障探头可以安装在架空线、电缆等线路或开关柜的母排上。

安装在变电站的信号源实际是一个中电阻接地装置，发生单相接地故障后，系统会产生零序电压，该装置检测到零序电压后延时自动短时接通，在零序电压的作用下，产生阻性接地电流，该电流流过故障出线、故障分支的故障相，从线路上的故障点通过大地返回。自动控制接地电阻的阻值变化，就可以产生编码信号电流，该电流直接叠加在故障线路的负荷电流上。

线路上的故障指示器检测到这个信号电流，就给出故障指示，而非故障相和非故障线路没有这个电流信号流过，不会动作。

信号源可以安装在变电站的lOkV开关柜室也可以安装在户外。

发生单相接地故障一段时间后，安装在变电站的信号源会主动向系统注入一个特殊的信号，这个信号在接地点经过变电站的母线（中性点、出线）和信号源构成的回路上流过，故障指示器检测到这个特殊信号后翻转指示接地故障。信号为间断性的电流序列，并有200欧姆电阻来限制接地电流不会大于50A。该方法必须安装信号源，适合短时间（秒级）负荷波动小的线路和永久性接地场合。

3应用情况及效果我们公司在白杨木林场、元宝山森林经营所、白石林场、六道河林场，太平林场等3条10kV配网线路中，这些线路分支较多、线路较长、故障频率高。因此，公司在线路上试点实施故障定位，建立完善的计算机后台监测系统。经过近一年的运行，其表现效果良好。结合线路先后发生的几次事故，该系统均能及时准确地显示线路故障地点等。

该故障定位系统还具有投资省、见效快、易实施、扩展和兼容性强、通信异常时仍可保留指示器故障识别功能。通过应用可以发现该系统具有如下特点：安装简单、运行安全可靠；定位准确迅速，能及时确定出故障点所在的分支和故障点的确切位置。如原来线路发生故障时，一般每次都要动用10-20人、2-3辆车，少则半天、多则1-2天方能找出并处理完善，采用该系统后，故障处理速度及效率明显提高。

4结论当前的应用情况表明该CR6000系统能够利用先进的科技手段实现对线路故障的自动检测与定位，便于帮助运行、检修人员迅速赶赴现场。通过利用故障自动定位系统，在减少检修费用的同时，还可以根据系统提供的数据与资料，迅速确定线路的故障点的位置，便于缩短故障修复时间，从而节省大量的人力、物力，减少停电时间，提高供电系统的可靠性及工作效率。根据已取得的效果，公司将会不断扩大其应用规模，促使我公司配网自动化水平迈上一个新台阶。

参考文献：[1]李恩军，梁爱民.10KV配电线路故障原因分析及防范措施[J].中国科技博览.2011（6）.[2]柯清峰.配电网故障分析[J].东北电力技术，2006（6）.