10kV配网中故障诊断与状态监控技术的应用分析

谭武

摘 要：10kV配网系统故障诊断与状态监控技术是自动化诊断技术的代表，这两大技术应用于配网系统故障诊断中能够有效地克服传统故障识别技术的不足，确保及时地定位并识别故障，有利于故障的及时排查。本文重点分析了10kV配网系统故障特点，故障诊断与状态监控技术的结构以及运行原理以及在配网系统故障诊断中的应用。

关键词：10kV配网系统;故障诊断与状态监控;自动化控制器;自愈

前言

10kV配网系统是否安全、平稳地运行直接关系到配网系统的运行效率，关系到配网的工作状态，在掌握配网系统故障特点基础上来充分地利用这两大技术，不仅能够提高故障识别效率，还能减少故障带来的负面影响。

1  10kV配网故障特点分析

10kV配网故障种类较多、类型复杂，其中最常见的故障为：两三项短路、单相接地短路等。早期的农村电网线路，由于配置的分段开关较少，大部分负荷开关对线路故障点自动隔离的能力很差，此时就需要运维人员识别故障，并在第一时间通过切断、隔离等方式来解除故障，控制故障的影响范围，从而最大程度地控制损失。而配网运行中，一些架空线路难免遇到一些障碍物，例如：树木、建筑物等，从而影响故障排查工作的开展，当个别的敷设在地下的线路出现故障时，很难通过人工排查的方式来识别故障，将增加故障诊断成本，针对配网故障的特点就必须转变故障排查思路，采用先进的、现代化的故障诊断与状态监控技术，对配网故障进行自动化地识别，现时随着开关自动化改造的开展，大批量的旧型开关更换为自动化断路器FTU和自动化开关柜DTU，相应的很多变电站也开展了改造工程，投入小电阻接地技术，通过站端和自动化开关的定值配合，根据主站的数据处理，完成自动开断重合动作，这大大增强了电网隔离故障点和线路自愈的能力，并能够把各开关的动作信息通过相应的通信系统发送短信到运维人员的手中提供实时数据，提高了故障诊断工作效率。

2  故障诊断与状态监控技术特点分析

故障诊断与状态监控技术能够高效地监控配网运行状态，动态地检测出运行数据，也能及时地识别出配网故障，例如：漏电事故、故障电流、指示器短路、各次故障信号的变化、造成的主变变低的电压变化等，也能围绕线路的多种故障实施高效地分析，并精准地定位故障，从而为故障的检修、维护等提供充分的数据和信息作为依据，也能有效地控制线路检修、维护的时间，缩小线路检修、维护所引发的停电范围，有效地支持10kV配网系统的安全、稳定、可靠地运行。而旧式的故障排查法由于只能依据开关跳闸的区域大致上判断故障点，运维人员难以精准地定位故障点，还容易混淆故障位置判断和故障类型判断，延误故障检修的最佳时间，从而造成负荷损失。

3  故障诊断与状态监控系统的结构

故障诊断与状态监控系统由多个结构、多项部分构成，具体为：前端采集系统、软件管理系统、接地故障点巡查系统等。

3.1前端采集系统

承担着配网线路运行概况的检查、监测，而且要将采集数据传输至远程计算机软件系统，并对应分析线路的运行数据，精准地判断线路的真实运行状态，从而断定有无故障。

3.2 软件管理系统

负责接收来自于前端采集系统所传输的线路运行数据，而且深入地剖析数据，并动态地监测配网线路的现实运行状态，结合线路的现实运行情况对远程分合断路器加以控制，若发生故障或其他问题，则能精准地定位故障区域，并对故障进行分析，也能高效地控制前端采集系统的分合断路器。及时地切除、隔离故障区相关线路。

3.3 接地故障巡查系统

接地故障点巡查系统则承担着接地故障的检测功能，若配网系统存在单相接地故障，系统将在故障线路内添加检测信号，并利用合适的检测设备来明确单相接地故障点，协调人员高效地定位故障点，最大程度地减少人力、物力等的投入，控制故障排查的时间。同时，接地故障点巡查系统也可以被用在正常的配网线路中，对应检测出线路中的负荷电流。

4  10kV配网中故障诊断与状态监控技术的应用

4.1 故障诊断与状态监控系统工作原理

故障诊断与状态监控技术安装于配网系统时，其关键是安装前端采集系统，在实际安装架空线路操作中，能够同柱上断路器一体化安裝，借助专门的断路器、电缆二次接线等加以连接，而且要让柱上断路器与前端采集系统有效组合，并将这两大设备都统一装配至柱上，此时，系统内的断路器运行中，工作电源就能结合互感器的运行线路来加以调整。这两技术应用于10kV配网系统，则可以有效地发挥各项优势功能，辅助10kV配网系统的工作状况、运行状态。

当10kV配网线路上故障诊断系统完善之后，运维人员可以利用配电自动化系统或终端，监视配电线路的运行状况，及时发现线路故障，诊断出故障区间并将故障区间隔离，通过主站与级差保护融合式重合动作，借助自动化、通信手段，通过配电自动化主站和配电自动化终端配合，发生瞬时故障时终端开关通过就地重合闸功能处理瞬时故障，如重合闸不成功则进入主站自动隔离故障及转供电操作，使故障区的上、下游都自动恢复供电，逐步达成线路的自愈甚至是多条联络线路之间的故障段前后隔断，实时自愈互供。

4.2 安装FTU和DTU系统

要想实现对10kV配网系统的故障诊断与运行监督，首先要安装前端采集系统和软件管理系统，实现自动化的目标。其中FTU发挥着重要的自动化功能，此系统是达到自动化安装的前提条件，因为其围绕FTU这一核心进行数据、信息的采集，要想达到前端采集的目标则要将其和同柱断路器之间同时装配，而且要择选断路器，同二次接线等连接，以此达到FTU设备和断路器之间的契合，系统中的柱上断路器可以借助蓄电池来提供电能，根据互感器的运行线路来调节电源，软件管理系统则要结合其工作概况、运行情况、现实需求等来加以开发。

4.3 自动化系统检测故障

借助高端的智能化技术、信息技术等来对配网系统进行故障诊断与状态监测，能将来自于配网的各类运行数据、信息等传递到远程数据分析系统，此系统能够结合传递的数据、信息来集中展开分析，参照来自于前端采集系统的数据，科学地接收、分析这些数据，而且从整体上加以监测、调控，参照配网系统的运行状态、线路的工作模式等来分析系统的运转情况。

4.4 完善管理系统

配网自动化管理系统主要依托于GIS系统，此系统实际运行中依然有很多缺点和不足，对此就要强化配网调度系统的自动化建设来补充其中的不足，积极地优化配网线路、配电设备等，进而实现信息、数据的自动化采集，达到管理系统对线路状态、设备状态等数据的动态采集与动态分析，对其进行深入改造与升级，变成信息集成系统交互的核心。

5  结语

配网系统故障诊断与状态监控技术具有十分重要的作用，这两大技术应用于配网系统中，能够实现配网系统故障的自动化诊断、监测，从而确保配网系统的运行效率。通过加强对管理系统的优化，来充分地利用这两大技术，不仅能提高配网系统故障识别效率，还能减少故障诊断带来的其他问题，缩小故障检修的影响范围，提高供电的可靠性。

参考文献：

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