有关配电网故障定位与快速抢修系统的研究

2016-12-28胡文舜王俊宇国网江西省电力公司赣东北供电分公司江西乐平333300

低碳世界 2016年24期

胡文舜，王俊宇（国网江西省电力公司赣东北供电分公司，江西乐平333300）

有关配电网故障定位与快速抢修系统的研究

胡文舜，王俊宇（国网江西省电力公司赣东北供电分公司，江西乐平333300）

当前国内对于电能的需求量非常大，使得配电网的安全保障工作成为了工作重心。故障定位是配电网维修的重要前提，基于当前智能技术下设计的自动故障定位系统能够使快速抢修工作成为现实。本文即是对故障定位和快速抢修进行研究，首先介绍了基于柱上故障定位体系，并阐述了故障的快速抢修系统，以期能为相关工作提供参考。

配电网；故障定位；快速抢修系统

引言

当前我国虽然在不断完善配电网的安全管理工作，但是仍存在着故障点定位难的问题，主要是由于目前国内大部分地区的配电网均采用了中性点接地方式，一旦发生故障后需要采用人工寻找的方式，这就大大增加了工作量，并且也使得抢修工作无法及时开展，影响了配电网本身的稳定性。因此，应该设计和研发故障定位和快速抢修系统，提升配电网维护工作的效率。

1 配电网故障分析

1.1 故障设备分类

10kV中压线路故障，架空线路、电缆、柱上开关、跌落式熔断器故障是主要原因；而低压干线和低压支线上，架空线、开关、熔丝故障是主要原因；低压单户故障中，接户导线、低压开关、电表故障是主要原因。

图1

1.2 责任原因分类

10kV中压故障中，施工和安装原因、设备老化、外力破坏和气候影响是导致中压故障的主要原因。低压干、支线故障中，外力破坏、偷盗、产品质量原因和产品老化是导致故障的最主要原因。低压单户故障中，接户线接头接触不良、过载、表计故障是主要原因。

2 配电网故障定位和快速抢修系统的基本结构

本文所设计和模拟的故障定位系统是基于柱上故障定位的体系，其主要包括了控制中心、GPRS监测和通讯中心、故障监测终端。其中故障监测终端主要是对电网当中电能运输的数据进行测量，然后经由数据转化系统，将电能信号转变为数字信号。信号经由GPRS监测中心进行处理，选择以全电流的判断方式，对线路中电流流通速率进行鉴别，从而断定是否存在短路、断路等情况。一旦配电线路出现问题，则监测终端将异常数据发往GPRS监测中心进行处理，然后经由定位传输体系将数据传导到控制中心，这样控制中心就能够获得故障的信息，经过数据解析之后根据矩阵逻辑分析方式，得出大致的故障点范围，并将该范围以文字的形式显示在主显示屏上，并以短信形式实时发往抢修人员处，这样就能够使其快速掌握抢修地点，并进行快速反应[1]。

3 配电网故障定位和快速抢修系统的设计

3.1 硬件设备

该系统的硬件设备主要包括数据采集、数据处理、无线通信、电源等多个模块所组成。其中处理模块是系统的基础，应选择工作效率高、能耗较低的ADSPBF518芯片，这种芯片是针对电流、电压等转换数据进行处理的模块，能够有效抵参与到配电网故障的数据分析工作中。数据采集模块应选择16位同步模块，在设计该模块时可提供八个不同的数据采集渠道，要求采集速率应该达到200kSPS，另外该模块所在部分应该能够承受16V左右的电压冲击，避免配电网电流、电压波动时对定位监测系统的影响。电源设备则是以直流连接电源、蓄电池所组成的，避免在电路断路时数据无法传输。其中直流电源中包含整流器、滤波器以及稳压器等元件，从而将配电网中上千伏电压降低到24V，也保证蓄电池能正常工作。无线定位设备的数据传输速率也有要求，理论上应该超过170kB/s，但实际上能够达到100kB/s左右即可，这样就能够满足故障定位和快速维修反应的需求[2]。

3.2 故障判断设计

（1）该系统对于短路故障的判断主要是通过采集器对线路中电流大小来判别，如果电流大于配电网线路的额定值，则说明存在短路的情况。同时，为了有效降低非故障电流涌动所引发的闸门误动情况，应该在采集设备上加装停电监测模块，从而在确定配电网线路中没有电流通过后再判断短路的问题。

（2）接地故障的判断方式依据单相接地判断技术，利用中性接地点存在消弧线圈的特点，当该位发生了补偿故障，则设流过故障点的电流矢量在y轴上，当补偿故障较小时则矢量位于正轴方向，反之则位于负轴，由此可以判断该故障电路的线性曲线应该位于第二象限或者第三象限。

3.3 软件设备设计

（1）该系统下的监测模块所使用的软件为SCADA，其能够绘制所接收的数据图像，以动态图形的方式表示电流的波动数据，并且能够记录各历史时间内数据的波动情况。在实际使用的过程中不仅可以实现对数据的全面查询，同时还可以利用该软件自带的导出功能实现报表的自动生成，为快速抢修工作提供了方便。

（2）定位软件模块则要求具有计算故障区段、保存数据等功能。当配电网线路发生故障时，利用系统内绘制的图表作为分析基础，从而快速定位故障点，并且以系统内自带的符号功能，通过不同符号表示不同的故障类型，并将该故障发生的情况记录在数据库当中，方便以后遇到同样类型故障进行快速判断[3]。

（3）抢修软件模块主要是信息接收系统和短信发送软件的结合。就是利用当前移动网络短信发送软件，将其与系统内原有的数据接收软件相结合，一旦故障点被确定后，则由接收软件接收相关数据，同时自动触发短信发送软件，将数据上传至抢修员工的手机当中，并且将故障的类型、抢修技术、抢修人员数量、抢修物资等均同时发送，使抢修人员能够更好的进行准备。

（4）快速定位软件是根据电流数据的变化对故障的情况进行判断，其在判断过程中采用的是矩阵定位判断方式。该判断方式需要先依据配电网的实际设计情况建立拓扑模型，进而由此生成网格状的矩阵，根据传输的矩阵情况判断相应的故障区段。这一区段主要是以两个柱上监测系统之间的区段为依据，从而将抢修巡线的范围缩短。该软件的判断方式能够避免传统矩阵判断方法中标准化的处理弊端，能够根据实际情况灵活变动，使判断的结果更加准确。