故障定位系统在配电网故障处理中的应用

ＪＩ　ＳＨＵ　ＪＩＡＯ　ＬＩＵ　Ｙｕ　ＹＩＮＧ　ＹＯＮＧ　技术交流与应用　曩　ｊ　０　溪　ｉ　故障定位系统在配电网故障处理中的应用　周科峰　，黄海　（１．南京供电公司，江苏南京２１０００８；２．延安供电局，陕西延安７１６０００）　将该区域的开关拉开将故障隔离，然后对非故障停　１　概述　电区域迅速恢复供电，避免因线路出现故障而导致　整条线路失电。其中，故障处理的核心就是如何迅速　配电线路路径较长，用户较多，受气候因素、外　查找故障点ｌｌｌ。　力破坏、用户设备优劣等各种因素影响较大，引起线　当配电线路发生故障后，首先应根据监控汇报　路跳闸或单相接地的故障较多。而配电网故障将直　的继电保护动作情况，初步判断故障性质。配电线路　接导致用户停电，造成不良的社会影响和相应的经　一般设置两段电流保护：电流Ｉ段（定切，按躲过用　济损失。因此，如何迅速查找、隔离故障点，缩小停电　户最大变压器出口低压侧故障整定）和电流Ⅱ段（过　范围和缩短停电时问，成为配网人员长期努力研究　流，按出线开关ＴＡ变比一次值的１～１．５倍整定），没有　的课题之一。　相应的距离保护，无法判断故障的距离。如果全凭肉　表１为２００９年度南京江宁地区１０　ｋＶ线路故障情　眼观察来查找故障，或采用传统的“中分法”来分段　况统计（截至２０１０年３月，江宁地区管辖１０　ｋＶ线路　拉合柱上开关（简称柱开）试送，既延长了处理时间，　３１５条，长度超过３　６００　ｋｍ）。　又增加了人力成本，因此，迫切需要专门的仪器设备　表１　南京江宁地区配电线路故障统计　来改进原始的查线方式。　喜馨　易　事故跳闸重合不成功　单相接地及其他故障停电　故障定位系统工作原理如图１所示，该系统主要　由信号源和故障指示仪两部分组成。　２８Ｏ次　２ｌ６次　损失电量　１４６次　损失电量　安装在变电站的ＥＦＳ信号源（Ｅａｒｔｈｅｄ　Ｆａｕｌｔ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｏｕｒｃｅ）实时监测中性点电压，发生单相接地　由表１得　．２００９年江宁配电网故障造成了３６２　故障时通过母线向各条馈线注入特殊的低频信号。　次停电（２１６＋１４６＝３６２），损失电量６６３　８５５　ｋＷ・ｈ，直　信号源可以安装在变电站的１０　ｋＶ开关柜室内，也可　接经济损失达３５１　８４３．１５元（按平均电价０．５３元计　算的直接电费损失）。由此看出，配电网故障次数较　多，基本上占到了每天一次，损失较大。　２故障定位系统原理　配电网故障处理的基本原则是将配电线路通过　开关分成若干供电区域，当某区域发生故障时，及时　图１故障定位系统　收稿日期：２０１０—０３—１５　作者简介：周科峰（１９８２一），男，浙江嵊州人，助理工程师，目前从事配电网调度工作。　鬻　技术交流与应用　Ｊｌ　ＳＨＵ　ＪＩＡＯ　ＬＩＵ　Ｙｕ　ＹＩＮＧ　ＹＯＮＧ　以安装在室外。　开后，送电正常　安装在馈线上的故障指示仪（Ｆａｕｌｔ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ，　ＦＩ）．在发生单相接地故障或短路故障时，故障指示　仪检测到信号源的特殊信号后翻转为红色（正常为　白色），通过线路出口处和故障通道上动作的故障指　示仪的红色指示即可以判断故障　线、故障区段及　故障分支。　故障指示仪对永久性故障恢复供电后能及时复　位，对瞬时性故障则能按设定的时限延时复位，给查　１０：１２跃进变内部设备检查正常．进线电缆检　查正常，要求送电。　１０：２１合上南汽Ｆ４０５柱开，送电正常。　１　１：００跃进变出线已送电，运行正常。　１４：３０跃进变告：跃进线失电．进线柱开跳闸，　进线故障指示仪有动作变色。　（２）事故分析　１０　ｋＶ跃进线开关跳闸，重合不成功，同时用户　找故障留下了充足的显示时间，并能杜绝励磁涌流　引起的误动现象。故障指示仪结构如图２所示，该装　置直接安装在配电线路上，可长期户外运行，避免了　盲目巡线，提高了配电线路故障点的查找速度，提高　了供电可靠性　。　图２故障指示仪结构　接地信号源与故障指示仪配合使用，能全而反　映线路接地、短路、过流等故障；而如果存线路上只　安装故障指示仪，缺乏单相接地时相应的低频信号，　则只能反映线路短路、过流等故障。　目前，江宁地区在禄口、秣陵、上峰等６个变电站　安装了接地信号源，在１０　ｋＶ线路上则基本都安装了　此类故障指示仪，一般每条线路都装有十几只故障　指示仪，整个江宁地区用量达五千多只　３故障定位系统应用　３，１　２０１０年３月７日１０　ｋＶ跃进线跳闸　（１）处理过程　０５：４２新区变跃进线２４２开关过流Ｉ段动作，重合　不成。经查线发现德塑公司配变跌落式熔断器动作　跌落，３￣－－４号杆导线绞线；跃进变（用户变）进线故　障指示仪有一相动作变色．　．０７：０２线路转检修。　０８：５８故障处理结束．托丌跃进变南汽Ｆ４０５柱　进线故障指示仪动作变色，表明用户内部存在故障。　经外线检修、隔离用户后，送电正常。用户送电不久，　用户柱开跳闸、进线故障指示仪又动作变色，说明用　户内部故障还没有排除，需要用电人员认真仔细检　查客户设备　３．２　２００９年６月１４日１０　ｋＶ光明线跳闸　（１）处理过程　１９：０２周岗变光明线２６１开关过流动作，重合不　成功。２０：０９试送不成功。　００：３５经查线发现周古庄０７９７柱开处故障指示　仪动作变色，查为周古庄支６３号杆倒杆。拉开光明线　周古庄０７９７柱开，前段送电正常。　０３：０６拆开５２号杆一周古庄排涝站搭头后，全　线恢复送电　（２）事故分析　雷雨大风天气，恶劣气候条件引起线路倒杆．使　故障指示仪动作变色，大大缩短了查线时间，减少了　故障停电时间。　３．３　２００９年３月２６日１０　ｋＶ新桥１号线跳闸　（１）处理过程　１　８：０７高桥变新桥１号线１　７５开关过流ＩＩ段动作，　重合不成功．　１　８：５２查线发现高桥０８０９柱开处故障仪动作变　色，拉开高桥０８０９柱开，前段送电正常。　２０：２１故障已查到，并已隔离，合上高桥０８０９柱　开．送电正常　（２）事故分析　下地施丁外力破坏导致该线路跳闸，故障指示　仪成功动作，大大缩短了查线时问。减少了故障停电　时间　４经验总结　目前，南京供电公司配电网故障处理的基本流　程如下：１）当线路跳闸或接地线路确定之后，立即　ＪＩ　ＳＨＵ　ＪＩＡＯ　ＬＩＵ　ＹＵ　ＹＩＮＧ　ＹＯＮＧ　技术交流与应用　通知相关单位查线；若全线查找无问题，即试送一　仪中内置芯片，当故障指示仪动作时，同时将其位置　次，试送成功，故障处理结束。２）试送不成，采用“中　和动作信息发送至远方调度监控中心，中心的故障　分法”分段试送．即在线路主线中间选一开关拉开将　定位软件接受各故障指示仪发送的信息。将其处理　线路分成两段，若前段试送成功，则扩大试送范围，　后显示在配电线路地理信息系统（ＧＩｓ）上，即可给出　往线路末端一级级分段试送，直至确定故障区域：若　故障位置和故障时间，同时将故障点信息以短消息　前段试送不成功，则缩小试送范围。往线路首段一级　的方式发送至各相关人员手机上，协助调度指挥线　级分段试送，来确定故障区域。　路抢修人员迅速赶赴现场，排除故障。　但是采用这种“中分法”查找故障费时费力，耽　（３）随着传感器技术、通信技术、地理信息系统　误线路送电时问。而从上述故障处理的事例可知，　（ＧＩＳ）等技术的发展，使基于通信技术（ＧＳＭ／ＣＤＭＡ）　配电线路上装有故障指示仪．将大大提高查线效率．　和地理信息系统（ＧＩＳ）的故障自动定位技术成为可　缩短查线时间。当全线查找时，线路人员将重点关　能。故障自动定位系统可大大减少故障巡线人员的　注的是线路上装设的故障指示仪有无动作变色，若　工作量，缩短故障停电时间，极大地提高供电可靠性，　有动作变色，基本可以断定故障区域，若无动作变　预计在不久的将来必将替代目前的故障定位系统。　色，即可对线路进行试送一次ｌ　３ｌ。　故障指示仪在单相接地、相问故障和受雷击后　参考文献　动作变色基本可靠，成功率达９５％以上。该系统在南　【１】徐容明．一种基于故障指示器的配电先例故障自动定位　京供电公司投入使用后有效地缩短了故障查找时　系统ｆＪ】．电力设备，２００５，６（１０）：６６—６７．　间，提高了供电可靠性，为配电网现代化管理提供了　［２１苗世洪．基于无线传感器网络的配电线路故障定位方案　技术保障　。　［Ｊ】．电力系统自动化，２００８，３３（２０）：６１—６６．　【３Ｊ南京地区电力系统调度规程【Ｓ］．南京：南京供电公司，　２００８．　５　结语　［４］国调中心．电网调度运行实用技术问答［Ｍ】．北京：中国电　力出版社，２００８，　（１）该故障定位系统在南京供电公司应用已比　［５１李善武，张晓洁，张辉．新型配电自动化远方终端设计方案　较成熟，但是系统中的故障指示仪虽能主动动作发　ｌＪ】．电子设计工程，２００９，１７（７）：５６—５８．　出故障信号（翻转变色），仍需人工现场查找变色的　［６］方力谦，李静．一种基于行波法的新型线路故障定位装　故障指示仪，自动化水平不高。　置研制广东电力，２００９，２２（６）：３２—３３．　（２）该系统进一步改进的设想是：在故障指示　（责任编辑徐钊愈）　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆａｕｌｔ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｆａｕｌｔ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　ＺＨＯＵ　Ｋｅ－ｆｅｎｇ　，ＨＵＡＮＧ　Ｈａｉ　（１．Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｙａｎ’ａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｙａｎ’ａｎ　７１６０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｉｎａｎｙ　ｔｒｉｐｐｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｉｎｇｌｅ—ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｆａｕｌｔｓ　ｉｎ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ＳＯ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｆｉｎｄ＆ｉｓｏｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｆａｕｌｔ　ｑｕｉｃｋｌｙ，　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｒａｎｇｅ　ａｎｄ　ｓｈｏｒｔｅｎ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｉｌｕｒｅ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆａｕｌｔ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｆａｕｌｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｆａｕｌｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｓｏｍｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｆａｕｌｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｆａｕｌｔ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　●