农网配电设备远程故障诊断技术探讨

张杰

摘要：农村配电网工程是我国配电网工程的重要组成部分。目前，我国的农网配电设备在远程故障诊断方面仍然存在很多的问题亟需解决。笔者主要是结合多年的工作经验对当前农网配电设备远程故障诊断中存在的问题展开讨论，并对农网配电的远程故障诊断以及监控提出了相应的解决方案，供相关工作者参考。

關键字：农网配电设备；远程故障诊断技术；问题；解决方案

引言

近年来，随着农村城镇化水平的逐渐加快，农网配电的结构以及规模都有了非常大的进步。农网配电远程故障诊断技术是农网配电工程中非常关键的环节，其关系到农网配电的安全稳定运行。农网配电远程故障诊断技术上的缺陷对农网配电的发展也产生了非常大的阻碍作用，只有将这一问题解决才能提高农网配电的运行质量。

1农网配电设备故障诊断存在的问题

1.1配电设备故障诊断反应迟缓

目前，农村智能公用配变采集数据、剩余电流动作保护器监测数据等都是使用农网公变侧用电采集终端进行收集，并通过GPRS无线网络完成数据传送。但实际运用中发现该终端只能传送数据，无数据分析与故障研判功能。而且相关数据调查显示，农村用电采集终端在线率99.3%，数据传送完整率99.05%，故障率0.56%，这就会使得在日常的数据传输中发生数据传送迟缓或者丢失的情况。另外，现投入使用的各监控系统虽然有短信发送功能，但该功能是用电采集终端数据传送至监控系统，然后由监控系统后台进行数据分析，再给出疑似故障事件，然后执行短信发送，所以该终端存在着无故障研判和预警事件传送迟缓问题。

1.2低压侧进出导线或电缆线表面温度无监控

根据以往配电抢修记录以及班组备品备件的出库数量统计来看，目前，农村配网低压侧进出导线或电缆线表面无温度监控是远程故障诊断的重要阻碍。在实际应用中低压侧进出导线或电缆线因螺丝松动、电击和电流过大引起接头部位发热并烧坏配电设备事故较高，因无提前预警功能，每遇到此类故障，一般是整条低压进出导线或电缆线报废。

1.3电缆沟无自动排水系统

实践表明，由于电缆沟无自动排水系统，导致遇大雨天气时，积水排出困难，使得城市环网站内涝受淹，农村地势低洼地区配电房进水严重。这将会对用户的用电情况产生极大的影响。

2配电设备故障诊断解决方案与实现

2.1低压配电柜短信终端设计

低压配电柜短信终端通过串行通信及数据采集模块交替读取农网配电设备上安装的各种传感器及测量仪表的检测数据，将所有的检测数据都存储在相应的Flash存储器中，经CPU处理器对这些存储的各监控节点阈值进行运算和对比，超过阈值时则进入故障诊断程序进行分析和判断，达到疑似故障条件后产生报警信息，并通过GSM和GPRS无线通信模块完成数据远程传送。低压配电柜短信终端示意图如下图1所示。

2.2 无线数据传送设计

无线数据传送设计主要是农网配单设备的短信终端，其SIM卡由省级电力公司统一分配的IP地址进行捆绑，最大化的满足信息安全管理的要求。然后以15min为间隔交替经GPRS模块上传正常的采集数据，传送经SIM卡发送→无线移动运营商→省公司专用APN网络→内网→智能低压配电设备故障诊断及运行监控系统。而GSM模块的短信不传送正常数据，但可以通过编辑短信，按需进行实时运行数据查询，在运行过程中如遇报警信息，短信终端则根据故障诊断程序给出的配电设备疑似故障类型、故障点位置和相关数据通过GSM和GPRS双通道同步实时传递，该方法可以有效解决农村地区GPRS无线网络不稳定时发生的报警信息在传送过程中的丢失问题。

2.3疑似故障诊断程序设计

在短信终端CPU处理器内设置相应的故障诊断预警、故障诊断告警以及隔离和故障点自愈等三个故障诊断程序，若符合疑似故障诊断的条件则进行循环计数及剔除分析方法的故障分析和判断。该方法可以提高各监控节点的数据传送可靠性，减少GPRS数据传送流量，增强配电设备的故障诊断准确率，避免疑似故障报警信息重复发送。

3农网配电设备监控装置解决方案与实现

3.1导线与电缆线表面温度监控装置

对导线以及电缆线表面的温度进行监控主要是利用RTO熔断器，在其与每条低压出线回路各相导线或电缆线连接处下方5cm处加装通过耐高温尼龙扎带捆绑的Pt100铂热电阻温度传感器，然后使用耐高温硅橡胶护套加以保护，各温度传感器则与温度巡回检测仪ID通道编号对应建立连接，由温度巡回检测仪完成模拟数据转换及LCD屏轮显实测温度数据，最后将带ID通道编号的数值数据经RS485输入传送至短信终端RS485-2端口输入。短信终端根据10s每个通道实测循环数据进行预设温度预（告）警阈值对比，遇超预警阈值时进入计数运算判据程序，根据判据给定关系，触发短信终端GPRS和GSM模块发送上报事件及短信。当实测数据超告警阈值时，除执行以上通讯外，短信终端同时经控制器发送对应ID号的剩余电流动作保护器分离指令，从而实现临近烧毁导线或电缆线的低压供电回路故障隔离。其自愈技术主要是针对实测温度下降值预警阈值30%以下的情况，在这种情况下，短信终端会发送剩余电流动作保护器合闸指令，进入试送电一次，如果实测温度上升速度在3min以内达到告警阈值时，再次发送剩余电流动作保护器分离指令，同时将告警信息传送出去。

3.2电缆沟自动排水装置

电缆沟自动排水装置对于应对雨天积水对电缆线的破坏具有非常显著的作用。电缆沟自动排水装置主要设有下（上）水位两组传感器（又称浮子式磁性液位传感器）、短信终端、剩余电流动作保护器、40A交流接触器、电缆沟积水槽和潜水泵。当下水位传感器开关量闭合时，短信终端立即启动故障诊断程序，在满足计数与排除法判断后，产生预警信息，并通过GPRS和GSM无线通讯传送，同时闭合短信终端内置继电器，K4与K5通电，40A交流接触器线圈得电，动触头系统吸合，潜水泵开始工作。当下水位传感器开关量分离，再根据计数与排除法判断满足条件后断开继电器，潜水泵停止工作。如果水位继续上升，上水位传感器开关量闭合，由短信终端发送告警信息的同时发送断开所有剩余电流动作保护器和切除智能电容器投运指令，从而实现低压配电柜从交流接触器触头系统下方部分失电，为抢修人员赶到现场组织抢修争取时间。

结束语

近年来，国家在农网配电上的投入不断加大，农网配电远程故障诊断技术的发展是农网配电安全稳定运行的重要保障。为满足农村的用电需求，提高农网配电的供电水平，相关单位必须要加大故障诊断以及监控技术的投入，从而保证供电质量。

参考文献：

[1]吴宇红，王新华，方百荣.农网配电设备远程故障诊断技术的研究与应用[J].中国电业（技术版），2015，（02）：44-48.

[2]吴宇红，王新华，方百荣，陈伟明，洪勇平.农网配电设备远程故障诊断系统实施及应用[J].电力信息与通信技术，2015，13（08）：62-65.