广播电视发射台站供电线路故障定位系统技术应用

樊荣强

（甘肃省广播电视局无线传输中心711台，甘肃 兰州 730000）

甘肃省广播电视局无线传输中心711台由于地处兰州市七里河区大尖山，距离市区较远且地理环境多样，供电线路距离长、分支多、结构复杂，因此线路故障相对多发，查找故障点工作繁杂，耗时费力且会对供电可靠性造成极大的影响。

供电线路故障定位系统将母线检测及单相接地监测技术、故障定位指示技术与GSM通信技术有效结合，故障发生时故障定位指示器快速准确通过通信终端向主站报告故障具体位置，同时将已确认的故障信息以短信文字方式发送给管理和维护相关人员的手机，通知维护人员迅速到现场抢修排除故障，大大降低了故障定位的巡线工作量，提高了工作效率，有效保障了供电系统的可靠性[1]。

1 故障定位系统概述

广播发射台供电自动化系统改造时借鉴了供电系统供电网络故障定位系统的先进经验，系统构成主要包括故障定位指示器FI、通信终端ST、主站及后台管理系统、信源发生器以及GSM通信系统，系统构成如图1所示。

图1 供电线路故障定位系统构成图

故障定位指示器安装在供电线路分支线路上,当线路上任何地方发生接地时，故障定位指示器会及时检测信号源向线路注入的脉冲信号状态，出现异常时翻转指示牌，并向所对应通信终端发送故障信息；当线路发生短路故障时，故障定位系统及时检测流过的短路电流，通过系统阈值判定浪涌还是短路故障，然后将故障信息传送到相应的通信终端。通信终端分布安装在分支线路上，通信终端与故障定位指示器采用短距离数字无线通信，在收到故障定位指示器传来的故障信息后通过数字GSM链路向主站及后台发送故障类型及地址信息。主站及后台系统收到通信终端发来的信息后，通过网络拓扑分析与计算，结合系统存储的线路地理位置信息进行故障定位，直接显示故障点地理位置坐标信息，并在地理背景图上对应显示并启动声光报警向值班人员显示警情。主站及后台系统同时将定位信息以文字短消息的方式发送到相关人员的手机。

脉冲信号源在工作母线上的搭载，接线一次回路部分从母线接地变压器中性点引出单芯高压电缆接入信号源，箱体及信号地线均需可靠接地。二次回路部分接线在母线PT柜引出的开口电压两端处做信号取样，信号源需要接入220 V交流电源做工作电源[2]，接线示意图如图2所示。

图2 脉冲信号源接入示意图

2 故障检测原理

（1）单相接地故障检测原理。根据注入母线脉冲信号在线路接地时监测到的状态异常与常态下设定值进行比较，超阈值即研判为线路有接地，从而触发接地指示牌掉牌。搭载在变电站出线上的信号源主动向母线持续加载的特殊脉冲信号与接地点构成回路，故障指示器检测到这个特殊信号后触发接地指示牌掉落，同时触发接地蜂鸣器鸣响及报警灯闪烁以显示故障。

（2）短路故障检测原理。根据短路时线路电流与正常工作时的线路电流的大小没有直接关系，只与故障时短路电流分量有关，且故障定位指示器是一种能适应负荷电流变化的故障检测装置,线路发生短路故障时,通过电磁感应原理检测线路中的突变电流及持续时间判断故障，当线路上的电流突然发生一个正向突变且变量大于限定定值，并且在很短的时间内电流和电压双双下降为零，则判定该条线路为故障线路。

3 系统特点

（1）故障检测高效。单相接地故障检测采用信号注入法通过检测信号源注入的特殊脉冲信号电流实现故障选线和故障点的定位。短路故障检测故障定位指示器自动适应负荷的变化，无需设定门槛下限，不受系统运行方式、线路负载能力、网络拓扑结构、系统中性点接地方式以及故障随机因素等影响，对于现场干扰不敏感，具有较强的抗干扰能力，监测定位效率更高。

（2）故障定位准确。故障定位指示器根据线路网络分布安装于不同的线路上，且每个故障定位指示器都有唯一的地址编码，不同线路的故障定位指示器分别待机于不同的线路，待机的故障定位指示器监测到故障信息后通过通信终端向主站发送故障信息，主站系统显示故障时间、类型及位置等信息，反应迅速，运行可靠。

（3）设备安装简便。与传统自动化设备相比，该系统完全满足带电安装和调试的要求，可以在线路正常供电的情况下完成设备的安装与调试。故障定位指示器可以直接利用操作杆进行有效固定安装。通信终端直接加装在相应故障定位指示器附近的供电塔、杆上，所需工作电源由太阳能电池板及蓄电池供给，无需与供电线路进行PT电气连接，既方便安装，也不会给供电网络增加故障隐患。

（4）通信便捷可靠。在通信方式中，该系统充分利用了电信部门在通信领域强大的技术资源，采用现有的电信通信GSM网，与常用的光纤及微波通信相比较，可靠性更高，建设成本低廉，且不需要日常维护。

4 运行效果

甘肃省广播电视局无线传输中心711台借鉴的供电网络电网故障定位系统在2条10 kV供电线路上进行安装运行。系统由2台脉冲信号源、3套架空通信终端及台站中心主站组成。故障指示器分A、B、C三相安装于架空线路上，通信终端安装在相应故障指示器附近的线路杆塔上。故障定位指示器与通信终端之间通过短距离无线数字通信。通信终端与主站系统之间通过无线公网采用GSM通信方式通信，由于发射台站距离市区较远，架空线路敷设时尽量选取直线施工，一般都距离人员密集的村庄较远，所以存在电信通信信号差的情况，因此在安装故障定位指示器及通信终端时要尽量考虑通信质量，负责影响运行效果。

运行多年来，无论是定期的模拟检测还是运行期间的实时故障，本系统相应地址的故障定位指示器均能准确指示并向通信终端发出故障信息，通信终端也都能将故障定位指示器动作情况及时准确地传输到台站中心主站，主站监控界面醒目显示故障位置并声光报警，及时转发手机中文短信给相关人员，大大减轻了值班人员的工作量，实现了台站供电安全稳定自动化运行。

5 结论

广播电视作为公共服务的重要任务就是保基本、提质量、增效能，为广大人民群众提供更多更优质的视听内容和服务，满足人民群众对美好精神生活的需求，提高人民群众的获得感、幸福感。广播电视发射台站供电线路故障定位系统在本台的投入运行，对线路的故障位置定位及时准确，高效便捷地保证了广播电视发射台站的正常工作，提高了供电巡线人员的工作效率，安全高效地保障了广播电视节目的正常播出，具有极大的推广价值。