10 kV配电网线路故障自动定位与隔离技术

田志忠

摘  要：10 kV配电网在电能供配过程当中难免会出现一些故障，而因为其分布广泛，传统方法很难在短时间内准确确认故障的位置，导致故障处理工作效率降低。该文为了在短时间内定位10 kV配电网线路故障位置，且避免故障扩散，将对10 kV配电网的配电线路故障自动定位与隔离技术进行相关分析。

关键词：10 kV配电网;配电线路;故障

中图分类号：TM726                    文献标志码：A

当前10 kV配电网时常会由于各种原因出现故障，影响到了电网供电质量。为此有研究人员提出了故障自动定位与隔离技术，这样技术具有保障配电安全性，在故障条件下还具有避免故障扩散的功能，在实际应用中具有很好的作用。

1 10 kV配电网常见配电线路故障分析

10 kV配电网的配电线路主要故障为：接地故障、相间短路等，同时这些故障通常具有2种形式表现，即暂时性、永久性，其中暂时性的故障其动态性表现并不强烈，且影响程度较低，通过简单的合闸操作，会等待一段时间即可恢复，而永久性故障则完全相反，必须进行全面排查、维修才能消除，由于10 kV配电网配电线路分布面积广，在面对永久性故障的时候，依靠人工来进行排查、维修，必然需要消耗大量的时间，说明故障处理效率较低，同时此类故障在过程中还会继续扩散，这与电力维修原则是相悖的，所以要对此进行改善。

2 配电线路故障自动定位技术与隔离系统分析

2.1 故障自动定位技术

针对人工模式在10 kV配电网配电线路故障定位中的表现，有研究人员提出了制动定位技术，此项技术可以在没有人工干预的前提下，短时间内对范围内的故障线路进行定位，同时时刻监测故障动态化表现，由此来缩短故障排查的时间，且给人工维修工作提供直观、便捷的帮助，说明此项技术具有较高的应用价值。具体来说，10 kV配电网配电线路故障自动定位技术具有自动化监测、阈值对比分析、GPRS通信3项功能，运行当中首先通过自动化监测，对范围内所有电力线路的配电信息进行监测、收集，形成动态数据图，其次系统将以人工设定的阈值为标准，对比动态数据图中每个时刻的数据表现，当发现某项数据超出阈值，则说明其可能存在故障，相应启动GPRS通信功能，对异常数据所属线路进行定位，最终再次启动监测功能，对部位周边相接线路进行全面分析，根据综合数据判断故障是否真实存在，如果存在则依照数据表现，判断故障是暂时性还是永久性的，如果为永久性故障，则通知人工前往定位区域进行维修即可。此外，在人工维修过程当中，故障自动定位技术依旧会对故障线路进行监测，确保人工维修的全面性。

在结构与运行流程中，故障自动定位技术主要由故障指示器、IPU（显示系统）、CM200（服务器）、工作站组成，其中工作站内具有信息通信、用户监控功能。在此条件下，当配电网发生故障，将首先启动故障指示器，相应指示器会亮起红色灯光，同时编译一条无线调制编码信息，将其发送到IPU处，其次在IPU接收到无线调制编码信息之后，会自动进行编码解调工作，解调之后将会得到故障定位信息，即地址信息，再次通过CM200将定位信息发送到工作站处，由工作站的通信接口（104规约接口）接收，形成动态数据图，最终在工作站处，因为通信接口中的信息在传输过程当中可能出现错误，所以会将信息发送到内部计算机处，通过计算机对信息内涵进行校正、逻辑运算等，并接通GPRS通信功能连接到电子地图，围绕定位信息对故障位置进行标识。

2.2 故障隔离系统

因为永久性故障具有较强的动态性，其在短时间内就会扩散，对周边配电线路造成巨大影响，同时给维修工作带来阻碍，所以为了避免这一现象，有必要针对10 kV配电网配电线路故障，采用故障隔离系统来阻止其扩散。目前，常见的故障自动隔离系统主要由2个部分组成，即微机保护测控、具有通信功能的馈线自动化开关，其中微机保护测控同时具备监测、控制2种功能，在配电线路故障条件下，其可以对监测范围内的所有电源干线对整个配电网进行划分，划分逻辑为配电线路与故障位置的距离，相应得到3个分区，即故障区、故障下游区、上游区，相应启动控制功能，对故障区进行开关控制，实现故障隔离;对故障下游区进行断路器控制，用于故障维修时断电、维修完成后恢复供电;上游区一般不会受到故障区牵连，所以无须进行维修，但划分出上游区的目的在于：避免人工维修范围不合理，降低工作负担。

3 实例分析

3.1 实例概况

某实例地区电力建设较早，所以区域内存在大量10 kV配电线路，分布结构错综复杂，一旦发生故障，人工很難直接进行定位，所以在应用自动化定位技术、隔离系统之前，其电力故障维修时长、难度等表现不佳，有必要进行改善，随之该地区电力单位，为了改善这一现象，决定采用自动化定位技术、隔离系统，但为了校验2项技术的有效性，针对区域内一座变电站的配电线路进行了测试，即在2条线路上，安装了隔离线路故障馈线自动化开关。图1为实例隔离线路故障馈线自动化开关安装示意图。

3.2 应用分析

根据实例地区测试数据进行分析，首先其线路故障馈线自动化开关由真空负荷开关、电源变压器、故障搜查器组成，在暂时故障当中（包括瞬时性故障），系统会自动进行线路保护，使变电站侧开关跳闸，同时跳闸后因为线路内无电力，所以会激活真空负荷开关，使其自动分闸5 s，随之变电站重合闸开关出现合闸动作，在合闸条件下，线路重新通电，相应激发真空负荷开关合闸，合闸延迟时间为1 s左右;在永久性故障当中，系统同样会对变电站侧开关、真空负荷开关进行控制，控制动作与上述相同，但当变电站开关跳闸5 s并合闸之后，真空负荷开关会对所有线路的开关检修检查，确认开关是否有电，如果有电则说明为正常段，相应进行合闸，而针对故障段则进行合闸，由此实现故障隔离。以图2E点为故障段进行分析，其中E为故障区、G、F为上游区、D为故障下游区，在此基础上，当E点发送故障，其3号开关会自动合闸，相应恢复供电，而当遭遇永久性故障，导致上述处理方法无法修复时，借助线路故障馈线自动化开关通信功能，电力单位的工作站成功监测到了故障问题，且站内故障指示器及时亮起红灯，以通知人工前往处理。

综上所述，配电线路故障自动定位技术和隔离系统可以判别故障类型、对故障点进行定位，通知人员前往处理，避免故障扩散，相较于以往工作，优化了故障排查效率、减轻了维修工作的负担，对于地区供电质量有保障作用。

4 结语

该文主要对10 kV配电网配电线路故障进行了分析，了解了故障类型、排查难度等，说明传统人工模式存在缺陷，有必要进行改善，随之对自动定位与隔离技术进行了相关分析，了解了其功能、结构等信息。最终为了验证该文分析内容有效性，结合实例，根据其测试数据确认自动定位与隔离技术可以应用于实际工作当中。

参考文献

[1]吴锦.10kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离技术的应用[J].硅谷，2014（20）：129.