农网配电设备远程故障诊断系统实施探析

李建良

摘要：农网配电设备故障无法及时预警、无法及时掌握故障信息易造成停电时间延长、扩大故障范围等状况，因此实施远程故障诊断系统十分必要，通过于配电设备上加装测量元件、传感器等装置，实现远程监控配电设备情况，可及时接受故障信息，减少大范围停电等事件的发生。本文首先阐述对实施农网配电设备远程故障诊断系统的价值，随后分析如何实施农网配电设备远程故障诊断系统。

关键词：农网配电设备;远程故障诊断系统;实施

前言：随着科技的进步及社会的发展，一些智能设备逐渐投入农网改造中。从农网配电设备实际运行状况来看，其存在一些问题，如配变侧电力电缆接头过热极易引发火灾，易产生大面积停电现象;低洼地區配电房易发生烧毁、积水等事故等，以上问题均暴露出当下农网配电设备信息传递满、难以精准定位事故位置等缺陷，使得检修人员不得不逐步排查故障点，工作量较大、需花费较长时间，会造成停电时间延长。因此，实施农网配电设备远程故障诊断系统意义重大。

一、农网配电设备远程故障诊断系统实施的价值

第一，使巡视人员安全风险有所降低。于改造期间，自动无功补偿测控装置、温度巡回检测仪等均应用超过4.5寸的LED显示屏，并且其均被安装在配电设备表面，巡检人员巡检期间可直接通过显示屏了解配电设备情况，无需打开柜门，此项举措有效使巡检人员的安全风险得以有效降低，并且以往仅凭目测难以及时发现的早期故障也可及时发现，有效提升了巡检效率。第二，降低运检人员工作量。通过内网配电设备安装的多种传感器可对设备运行数据进行有效收集，并且通过故障诊断程序可实现高效诊断、发布故障诊断结果，从而有效缩短查找故障点以及抢修反应的时间。第三，降低电力企业的抢修费用。供电回路隔离、自愈技术的应用有效避免因故障引发智能表、刀闸、电力电缆、各种测量仪表、熔断器等设备的烧毁，并且也有效解决过去人工停电、排水等工作，从而有效降低电力企业的抢修费用[1]。

二、农网配电设备远程故障诊断系统

（一）设计低压配电柜短信终端

低压配电柜短信终端由串行通信以及数据采集模块对农网配电设备上安装的各类测试仪表、传感器检测的数据进行交替读取，并于Flash储存期内存储数据，随后由CPU处理器对其进行运算，并将其与预先储存的各监控节点阈值进行比较，若运算结果显示在阈值之上，则进入故障诊断程序，随后进行分析、判断，如果达到疑似故障条件，则会发出报警信息，随后经GPRS与GSM无线通信模块进行远程数据传输。

（二）GPRS与GSM传输

所用SIM卡均绑定电力公司统一分配的IP地址，进而保障信息的安全性。GPRS每隔15min上传1次采集数据，传输步骤为SIM卡至无线移动运营商至电力公司专用APN网络至内网至智能低压配电设备故障诊断系统。CSM模块短信不对正常数据进行传送，但是可采取编辑短信的方式，依据需求实施查询运行数据，接收信息途径为SIM卡至无线移动运营商至值班手机，查询途径与其相反。在系统实际运行期间，若有报警信息产生，短信终端会以故障诊断系统提供的故障类型、位置及相关数据为依据，经GPRS与GSM双通道对信息进行传输，此种传输模式可有效应对部分农村地区生信号差、网络不稳等问题，可有效防止报警信息于传输中丢失[2]。GPRS与GSM数据传输，如图1。

图1 PRS与GSM数据传输

（三）设计疑似故障诊断程序

在远程故障诊断系统中，其包含3个故障诊断程序，分别为CPU处理器内置色故障诊断预警、故障诊断告警、隔离以及故障点自愈，待满足疑似故障条件后，上述程序会对故障进行分析、判断。此种方法可使各个监控节点的数据传送可靠性得到有效提升，降低GPRS数据传输流量，并且可以有效提升远程故障诊断系统诊断精准度，防止反复传输疑似故障信息[3]。

三、农网配电设备远程故障诊断系统的实施

（一）实施配电室电缆沟自动排水装置

将两组浮子式磁性液位传感器分别安装在熔断器（下方10cm位置）和配电室低压配电柜底部，下位传感器连接短信终端K1、K2，上位传感器连接短信终端K1、K3，组成开关量数据采集，于低压配电柜中的40A交流接触器线圈安装短信终端K4、K5辅输出端子。下位传感器开关量闭合时，故障诊断程序会启动，循环分析法、待条件满足后会生成预警信息，并且闭合短信终端中有继电器存在，K4、K5端子与电源连接，40A交流接触器动作闭合，潜水泵展开工作。待下水位传感器开关量分离，故障诊断程序将会启动，并展开计算功能，以水位降低速度与时差为依据，算出潜水泵停止工作的时延，待满足条件后将传送断开继电器的指令，潜水泵工作停止。排水过程中，水位持续升高，上位传感器开关量闭合，随后由短信终端传输预警信息，并且切开智能电容器投运指令与断开全部剩余电流动作保护器，从而为抢修人员争取更多的抢修时间，进而减少损失[4]。

（二）实施配便侧电力电缆接头温度监控装置

首先，将铂金电阻温度传感器安装在配电侧低压配电柜每条色低压电力电缆表面与铜接线端子相距5cm位置，随后对ID通道编号予以利用，将其与温度巡回检测仪构建设连接，将所有温度传感器实测数据通过温度巡回检测仪转换为色模拟数据后将传输至短信终端。待实测数据在短信终端预设阈值以上时，依据故障诊断程序展开分析、判断，如果达到疑似故障报警值，将报警短信传输给设监控系统，若经故障诊断程序判断、分析已达到告警条配时，短信终端或将通过控制器传输相应ID编号的剩余电流动作保护器分离指令，隔离此低压供电回路故障。若实测温度降至预警阈值30%或者更低时，短信终端将会发出合闸指令，试送电，并对此低压供电回路电力电缆表面温度进行的监测，监测其在3min内是否达到告警阈值，若条件符合，短信终端会再次传送永久分离指令[5]。配电线路状态监测系统，如图2。

图2 配电线路状态监测系统

（三）改造自动无功补偿装置

首先用自动无功补偿测控装置替换原有的自动无功补偿控制器，对智能电容器投切设控制器进行调换，于短信终端中将上位传感器开关量闭合的切除执行程序及疑似故障诊断程序添入其中。

（四）巡视到位监管装置

此装置主要指选取适合位置安装多付门触点开关、员工卡、读卡器。待任意触电开关处于离合情况时，短信终端马上触发压电陶瓷片，产生报警声，若巡视人员于1min内未运用员工卡于读卡器上刷卡，短信终端会立即将防盗报警信息传输至服务器与值班手机上[6]。

结论：综上所述，通过对当前农网配电设备智能化设备的研究分析，针对显露的一些问题，采用加装多种测量仪表及传感器的方式对问题进行处理，并设计一套可行性强的远程故障诊断系统。此系统的运用有效解决配电设备故障后故障扩大化的问题，并且也补充了以往终端仅可收集数据但无法诊断数据的不足，并且有效提升了巡检人员的工作效率，降低巡检人员的安全风险，实用性较强。

参考文献：

[1]刘培年.农网10kV配电线路及设备常见故障诊断分析[J].IT经理世界，2020，23（11）：11.

[2]苏建阳.农网10kV配电线路及设备常见故障诊断分析[J].科学与财富，2019（13）：127.

[3]谢超全.探析农网10kV配电线路和设备常见故障的诊断[J].企业技术开发（下半月），2016，35（4）：91，93.

[4]韩辉，李富强.农网10KV配电线路及设备常见故障诊断[J].环球市场，2016（35）：119.

[5]刘朋辉.探析农网10kV配电线路和设备常见故障的诊断[J].环球市场，2016（24）：54.

[6]赵杰.试论农网10kV配电线路和设备常见故障的诊断[J].低碳世界，2017（20）：85-86.