故障指示器在智能电网中的应用探讨

熊丽辉

（国网安徽省电力公司马鞍山供电公司）

故障指示器在智能电网中的应用探讨

熊丽辉

（国网安徽省电力公司马鞍山供电公司）

在当前智能电网运行过程中，需要通过故障指示器才能让整个系统的运行变得更加灵敏，而合理运用故障指示器，也是推动建设智能电网的关键所在。本文重点研究了故障指示器在智能电网中应用的相关问题，先介绍了故障指示器的定位原理，再结合智能电网运行的具体要求，对故障指示器在智能电网中的具体应用方法进行分析。

故障指示器；智能电网；应用

前言

随着当前社会经济进一步发展，电力在整个经济社会中的作用越来越明显，高质量的电能供给是保证社会平稳的关键。电力系统故障是影响智能电网运行质量的重要因素，而线路故障的排除效率，是参考供电质量的主要标准。因此在当前情况下，如何快速确定智能电网运行中的故障，成为相关学者关注的重点内容。故障指示器在智能电网中有着广泛的应用前景，能快速确定故障位置，帮助相关人员快速排查故障，保证电网平稳运行。

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术发展而出现的一种快速定位技术，依靠安装在各个分支处的的指示器，实时获取智能电网的运行故障资料；在确定故障后，指示器会显示故障位置，这样维修人员就能根据指示器所显示的信息对故障进行针对性处理，就能有效的排除故障。

为了进一步加深相关人员对故障指示器运行的认识，本文以图片的形式对这一问题进行分析（如图1）。按照图1的相关结构，当线路F点出现故障之后，变电站出口到故障点F之间的电流会出现明显的变化，在这种情况下，故障指示器F11、F12、F13就能检测到本电路在运行过程中出现的异常现象，并通过自动翻牌的形式，显示故障所发生的区间，让维修人员能快速确定故障点位置；相应的，由于F14、F15、F16、F17没有检测到故障，那么它们的工作状态就不会发生变化。

图1 故障指示器运行原理图

根据这个流程，维修人员就能快速确定故障位置点，保证能在第一时间处理故障，保证智能电网运行质量。

1.2 故障指示器的技术特征

由于故障指示器属于一种能进行智能判断、预警、实时显示故障的智能装置，因此在整个技术设计中，需要重点分析电网线路运行的特殊性，保证故障指示器能浸泡在水中，并且能满足极端条件下的运行要求。因此本文认为，故障指示器主要具备以下技术特征：

（1）在线运行。为了保证故障指示器能实时显示智能电网运行状态，在线运行是保证电网运行质量的的关键，因此故障指示器要全方位的观察智能电网的运行情况，并及时的将故障信息传递给管理系统。

（2）故障指示。故障指示器依靠翻牌与高亮度的LED闪烁组合，显示智能电网的运行故障，保证在任何时间段都能让维修人员快速的发现故障。

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（3）自动复位。对于智能电网中出现的永久性故障，在恢复供电之后能及时的复位，避免出现故障点混淆的问题；对于智能电网中出现的瞬间故障，在重合闸重合结束后，就能按照系统设定的时间定时复位，不需要人工干预。

2 故障指示器在智能电网中的应用

2.1 在架空系统中的应用

在架空系统中应用故障指示器，通常需要将故障指示器设置在高压线路上，在考虑到高压线路绝缘特征以及其他条件限制的影响下，整个架空系统的故障指示器往往需要通过无线通信的方式完成信息传递，保证维修人员能在最短时间内获取架空系统运行过程中的故障资料，保证智能电网顺利运行。架空系统故障指示器主要依靠卡线结构，从线路中取电，来满足系统电能消耗的要求；但由于整个故障指示器往往需要长时间运行，因此故障智思琪一般会与通信终端保持5～15m的距离。

在引用过程中需要注意的是，由于架空系统的故障指示器通过无缘传感器将信息传递到主机，能够保证主机实现短距离的无线信号传递，最终由DTU接受故障信息，并进过GPRS将信息传递到主站系统中，这样才能有效保证整个无障碍信息的传递质量。但在这个过程中，故障信息传送经常会面临传送限制的问题，并且一旦出现信号削弱的问题之后，将会影响整个故障指示器的信息传递质量。因此本文不建议在偏僻区域使用这种方法。

2.2 在电缆系统中的应用

在智能电网电缆系统中，故障指示器主要被应用在小电流接地系统的故障处理中。一般情况下，故障指示器在电缆系统中的应用方式主要分为几种：

（1）短路指示器的应用。在电缆系统中，短路指示器一般被安装在相线上，用来检测相间短路故障并测量线路负荷电流情况。同时，该系统还具有监测电缆头连接处温度的功能，能实时记录电缆连接处的温度资料，一旦发现温度异常，会在第一时间翻牌。在短路指示器运行过程中，其通信终端主要采用光纤传输信号，有效保证了信息传输质量。

（2）接地故障指示器的应用。接地故障指示器主要被安装在三相电缆中，依靠电缆能监测系统运行情况。目前我国配电网主要此阿勇谐振接地或者不接地的方式，也有部分地区采用小电阻接地的形式。因此这种接地故障指示器应该满足两种以上的接地方式要求，才能保证运行效果。

3 实例研究

3.1 背景介绍

A市共有10kV电网线路136条，总线路长度约为5715km，现有公用配电变压设备4409台，总量227.18MVA。由于S市10kV电网存在供电半径大、用户分散等问题，因此一旦发生电网运行障碍，如何快速确定障碍点，成为工作人员的工作难点。为了有效解决A市电网运行中故障查找困难的问题，A市积极引进了故障指示器，对整个电网运行状况进行监控。

3.2 设备构成

A市的线路故障指示器主要由主站、信号源、通信终端、故障指示器等组成。

3.3 运行状况分析

在2014年12月，S市分别在8条10kV配电线路中安装线路故障指示器，在经过约五个月的考核后，整个系统的运行状态良好，达到了预期目的。该系统五个月的考核结果如表1所示。

3.4 效果分析

（1）由于S市的地形条件较为复杂，多为山地、丘陵，因此电网线路条件复杂。在整个线路运行中，受自然灾害等因素影响，10kV线路故障频发，尤其是农村地区，故障发生率更高，如果不能有效解决，将会对当地生产生活造成严重影响。

在传统故障处理中，S市主要采用人工巡查的方法，不仅投入了大量的人力物力，还无法准确的确定故障点。而在应用线路故障指示器之后，维修人员能快速确定故障点位置，从表1资料开展，在试验阶段共发生5次故障情况，故障的准确率达到100％，证明该系统在处理智能电网故障中发挥着作用。

（2）能缩小故障影响面积

S市在以往的智能电网线路处理中，主要面临故障危害大的问题，一旦发生故障，就会造成大面积停电。而在应用线路故障指示器之后，一旦某一处发生故障，就能通过故障指示器及时的隔离故障区域，尽可能的缩小停电范围，降低范围性停电所造成的影响。目前，S市已经将自动隔离一体化开关应用到智能电网中，并配合故障指示器工作，一旦发生线路故障之后，就能快速锁定故障，控制因输电故障而导致的停电，保证电网整体供电水平。

表1 S市故障指示器运行期间的工作效果表（次）

4 结论

在当前智能电网运行中，故障指示器是保证电网运行质量的关键要素，能快速确定智能电网故障信息，为维修人员解决故障提供帮助。从本文所研究的案例情况来看，再将故障指示器安装在智能电网上之后，当地的电网故障危害显著降低，有效保证了城市居民生活与生产。因此，必须要正确认识到故障指示器的作用，为保证电网平稳运行奠定基础。

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TM76

A

1004-7344（2016）36-0062-02

2016-12-14

熊丽辉（1987-），男，助理工程师，本科，研究方向为架空线路设备防雷及故障分析。