帶通信配網故障指示器故障監測方法及安裝分析

林麗紅

【摘 要】配網線路因其線路長、網絡結構復雜，易受外力及自然環境影響等原因，是最容易發生故障的系統之一，而短路故障和單相接地故障則是最常見的故障形式。加裝帶通信故障指示器，能實現與主站系統通信，提高快速復電水平和供電可靠性。本文介紹了故障指示器類型，深入闡述了技術原理，自動定位系統組成等內容。

【關鍵詞】網絡結構；指示器故障判據；故障指示器

0 引言

目前，配電自動化技術及產品日趨成熟，在中心城市及一般城市的核心區域已開始配電自動化饋線建設，但農村配網的現狀而言，相對于改造網絡結構、增加自動化開關等手段，加裝帶通信故障指示器組成簡易型配電自動化系統，能達到縮短故障停電時間、縮小停電范圍、提高供電可靠性的目的。

配網故障指示器根據其安裝的線路類型分為架空型和電纜型。其主要通過對線路電流和電壓的實時檢測，判斷故障類型為短路（過流）、 接地故障；對故障的顯示方法主要有翻牌、光電顯示。具備帶通信功能的故障指示器結合通信終端使用，可將故障信息等上傳到配網自動化系統，實現自動監控功能。

1 故障指示器終端工作原理

短路故障檢測原理根據短路時的特征，通過檢測線路中的負荷電流突變及持續時間判斷故障，指示線路短路故障；接地故障檢測原理要求通過檢測零序電流變化特征。

1.1 短路故障判據

短路故障檢測判據（同時滿足）如下：

It≥所設定啟動值，It為突變電流值，根據線路的實際情況設定

I=0A； I為線路故障后電流值

0.02s≤△T≤3s； △T為電流突變時間

1.2 接地故障判據

接地故障檢測有兩種，一種是“瞬時信號”無源法；一種是“不對稱電流”有源法?！八矔r信號”無源法判據是采用分析電容電流作為接地故障電流的判據。接地檢測的電容電流的啟動值較低，對于架空線路的穩態接地電容電流值的計算，經驗計算公式為：

IC=（2.7～3.3）UPL×10-3

其中，UP為線電壓（kV），L架空線路長度（km）；系數2.7，適用于無架空地線的線路，系數3.3適用于有架空地線的線路。暫態電容電流是穩態電容電流的3倍。電纜線路的電容電流是架空線路電容電流的20倍。根據公式計算，發生接地故障時，40KM的架空線路會產生1A的穩態電容電流，3A的暫態電容電流。架空線路的長度是指變電所同一主變的10kV母線上所有出現的總長度。接地檢測的電容電流啟動值降低到穩態1A，即同一母線下10kV線路超過40KM， 該檢測單元即可準確的分辨和判斷，也使得系統適用范圍更廣。最終指示器采取的判據總結如下：線路中有突然增大的暫態電容電流>1A、接地線路電壓降低3kV以上、線路依然處于供電狀態；

在“不對稱電流”有源法判據中，信號注入法檢測單相接地故障的原理是按照小電流接地系統單相接地故障的特點，通過檢測使故障線路上產生不對稱電流信號的特征來實現故障選線和故障點定位的。

不利用小電流接地系統單相接地的故障量，而是利用單相接地時原邊被短接暫時處于不工作狀態的接地相PT，人為地向系統注入一個特殊信號電流，用尋跡原理即通過檢測，跟蹤該信號的通路來實現接地故障定位。當系統發生單相接地時，注入信號電流僅在接地線路接地相中流動，并經接地點入地。利用一種只反映注入信號而不反映工頻及其諧波成分的信號電流探測器，對注入電流進行尋蹤，就可實

現單相接地故障定位與接地點定位，原理圖如圖1。

不對稱電流源由K1、K2、K3三個真空開關、限流電阻組成，三個真空開關分別接線路的A、B、C三相。當線路上的某處發生接地故障時，變電站的PT零序電壓升高，接地相對地電壓降低，非故障相對地電壓升高，不對稱電流源控制器控制相應的開關動作，使故障線段流過脈動單向特征電流，而非故障線路無該特征電流流過，通過檢測到該信號后即可檢測出故障線路和位置。

一般情況下，故障指示器終端設有閉鎖機制，會根據電壓和電流變化情況實線閉鎖，防止因為涌流導致誤報。并且在線路供電穩定后，自動解除閉鎖，恢復正常檢測狀態。

2 故障指示器自動定位系統組成

部分故障指示器帶有通信功能，它檢測到線路的信息后，通過通信終端可實現與配網自動化主站系統通信，從而實現故障自動定位，運維人員可通過系統判斷故障地點。電纜型故障指示器的通信終端采用PT供電方式，也可就近從配變或市電取AC220V電源作為工作電源。架空型的通信終端可依靠太陽能取電，并配備蓄電池。通信主機采用無線射頻進行通信，通信主機與系統主站之間則可利用SMS、GPRS方式通信。因不需要建設專用網絡，這種配置增強了系統的靈活性，并節省了大量通信基礎的建設費用。系統主站由通信交換機、服務器、客戶端和主站軟件等多種軟硬件組成，支持與其它運行管理系統互聯。

應根據線路的運行情況進行故障指示器布點，但在1回架空線路中通信終端設置不宜超過8個，故障指示器應設置在分支線第一個桿塔處，不同分支的故障指示器應就近接入一臺通信終端；電纜型故障指示器原則上每回線路主干線環進環出及出線處設置一套三相-零序電纜故障指示器，接入同一臺通信終端，1條線路上不超過8組通信終端。

3 結論

在配網線路加裝故障帶通信指示器，能夠快速準確定位故障位置，便于運維檢修人員定位故障地點，縮短停電時間，減少用電損失，減輕工作人員勞動強度，提高自動化水平。從實用性和經濟性考慮，安裝帶通信故障指示器作為一種成本低、見效快、穩定性高、組網靈活的簡易型配電自動化系統，適合于在農村配網進行全面建設。

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[責任編輯：王偉平]