分析10 kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离技术

许志龙

分析10 kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离技术

许志龙

（国网福建省电力有限公司晋江市供电公司，福建 晋江 362200）

随着社会经济的不断发展，人们的生活水平逐渐提高，各行各业在发展过程中也逐渐增加了对电能的需求。10 kV配电网中的配电线路是输送电的主要途径，在目前电力供应紧张的形势下，配电线路的安全问题不断涌现，配电线路一旦出现故障就会降低供电的效率，降低配电网运行的安全性和稳定性。因此，要积极探索出有效的配电线路故障自动定位与隔离技术，不断消除配电线路中的故障，确保供电的可靠性和稳定性。鉴于此，对10 kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离技术进行了分析。

10 kV配电网；配电线路故障；自动定位；隔离技术

据调查发现，中国城乡配电网所采用的结构都是单辐射的树状结构，对于一些架空线路，也会在城市郊区的10 kV配电网中出现，这两种结构在恶劣的情况下会发生短路故障，降低了电网供电的安全性和稳定性。实践研究发现，线路故障自动定位和隔离技术可以及时隔离故障点，对故障点的定位进行及时确定，可缩短检修人员的检修时间，确保供电的可靠性。

1 10 kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离系统

1.1 故障自动定位系统

10 kV配电网配电线路的故障定位主要对故障信息进行全面检测并采集，根据采集结果对发生故障的地理位置和馈线进行全面判断。

在当前形势下，故障点定位主要采用线路故障指示器和线路FTU两种方法。线路故障指示器可以对故障点进行分段定位，但是大部分都没有自动定位的操作功能，一旦配电线路发生故障后，就无法在第一时间完成自动化的定位，需要相关的专业人员上前进行排查和维修，耗费了大量的人力、时间。而线路FTU具有自动定位功能和隔离技术，但是该技术的投资成本相对于前者比较高，在一些偏远的山村无法大力推广[1]。经过多年研究发现，线路故障监测技术包含故障指示器、GPRS通讯技术的特点，可以对配电线路的故障进行迅速定位，找到准确的故障点，而且应用过程中的操作成本也非常低，值得推广。

配电线路故障定位系统主要应用在相间接地短路故障点和单相接地短路故障点的检测中，在故障指示器中启动，显示灯为红色，而且还会发出无线调制编码的信息，在线路上，信息会直接被IPU所接收，并根据实际情况制定完善的解调解码进行实施，之后综合地址信息和编码信息，将综合内容进行发射。监控中心中的数据处理系统和转发系统，在接受IPU所发出的信息后同样会制定完善的解调解码并合理化的实施。解调工作结束之后，会将相关信息数据发送给通讯主站，再次实施解码调试，调试后，控中心的计算机会接收到由104接口所传送的信号，并利用计算机给予综合性的处理，对错误的数据进行纠正，判断运算的逻辑性等，并将故障通路定位在电子地图中进行标记，利于检修人员直接根据标记点进行判断、分析，用有效的方法进行处理，极大提高检修人员的工作效率。

1.2 故障自动隔离技

采用故障自动定位系统虽然可以对故障区段进行快速、自动定位，但无法将故障点进行隔离，线路一旦发生故障后就会造成全段线路出现故障、停电的现象。目前，解决故障隔离点主要的方法是采用馈线自动化开关。在实际工作的过程中，配电网一旦发生故障，可以将配电子系统严格按照电源干线的远近对故障进行划分，在故障区，将两侧的开关打开，隔离故障点，再由检修人员对故障点进行及时排查。在故障上游区，发生故障后，上溯到电源干线，将电源干线的断路器进行合闭，该区段就可以立即恢复供电[2]；在故障下游区，将电源干线的断路器进行合闭，由于该故障点的段路已经被阻隔，所以无法及时恢复用电，这个时候可以通过利用联络开关，恢复供电。通过采用该种解决方法，可以有效隔离线路的故障点，由相关人员进行及时检修，在缩短故障处理时间的同时还可以提高检修人员的工作效率。

2 工程实例分析

在2013年，某地区以地区10 kV线路的负荷密集程度和长度为依据，将馈线自动化开关安装在两座变电站的四条线路上，且馈线自动化开关具有隔离线路故障的特点。以10 kV变电站的两条线路为研究对象，线路馈线自动化如图1所示。

图1 某10 kV配电网配电线路馈线自动化图

线路馈线自动化系统的组成部分包括柱上真空负荷开关、电源变压器、故障搜查器。线路一旦发生瞬时性故障，变电站的开关就会自动跳闸，柱上真空负荷开关在检测的过程中，如果发现线路没有电，也会自动分闸，数秒后变电站的开关就会自动合闸；如果所检测得到的线路有电，延迟数秒后就会自动合闸。当其中一段线路发生永久性故障，侧开关和柱上真空负荷开关与瞬时性故障的动作一致，当跳闸 5 s后，会自动合闸，对于正常段的柱上真空负荷开关，在检测的过程中如果发现有电合闸，故障段会停止合闸，这样就可以自动隔离故障点。例如：在图1中，以E点主线故障为例，G、F段为故障的上游区，D段为下游区，E点发生故障后，开关2呈合上状态，G、F段就可以恢复；开关3合上，D段就可以直接恢复供电。对于配电网的故障类型，E点发生瞬时性短路故障，则B线的开关2就会跳闸，4、5、6号开关就会全部失压、断开。3号开关属于联合性开关，从失电到启动进行计时，在5 s之后，开关2就会自动闭合，失压断开的开关就会自动延迟，延迟数秒之后会按照级别进行关闭，3号开关会在特定的时间内对两侧的电压进行检测，进行计时归位，并且处于关合。E点发生永久性故障时，B线的开关2，4、5、6号开关、3号开关与E点发生瞬时性短路故障相同。5 s之后，开关2就会自动闭合，6、5号开关延迟数秒后会进行关闭，达到故障点之后，开关2会再次进行跳闸，6号失压、断开，而且4、5号会因为失电而断开，并且还会自动关闭电锁，可以将故障点进行有效的隔离，从而实现故障的自动定位，检修人员可以直接对故障的线段进行及时检修，不仅缩短了检修人员的检修时间，而且也提高了检修人员的工作效率。如果永久性的故障发生在G点，开关2在跳闸2次后，6号开关则断开，3号开关处于自动闭合状态，4、5号开关就会按照各个层级进行闭合，D、E、F段的线路就可以恢复正常供电。

在10 kV配网中，通过采用以上的故障自动定位和隔离方案，很大程度上缩短了某地区10 kV配电网中对故障的查找时间，降低了检修人员的工作负担，而且还可以将线路故障后的停电范围逐渐缩小，使非故障地区可以在同一个阶段为人们正常供电，同时还可以确保供电的质量，以此来更好提高电网运行的效率[3]。该系统方案的自动化水平虽然无法合理顺应配网自动化系统的运行的效率，但是该系统结构非常简单，而且投资成本也非常低，运行维护的要求也比较低，无论是在乡镇还是偏远山区的10 kV配电网中都可以得到合理化应用，并且还可以有效提高处理故障的速度，为偏远地区提供高质量的供电服务。

3 结束语

综上所述，在中国社会经济发展的新时期，配电线路与人们的生产与生活息息相关，如果10 kV配电网中配电线路安全，不仅可以保证人们的日常工作和生活，还可以保障电力企业的正常运行。对于配电线路故障的不断出现，相关部门要对配电线路故障自动定位与隔离技术进行合理化的应用，便于及时消除配电线路中的任何故障，确定故障的定位，以此来保障配电网供电的可靠性和安全性。

［1］郭翀.10 kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离技术应用探究［J］.电工技术，2018（24）：105-106.

［2］叶文雄.10 kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离技术应用探析［J］.中国新技术新产品，2016（7）：25-26.

［3］张惠荣.10 kV配电网中配电线路故障自动定位与隔离技术应用探析［J］.黑龙江科技信息，2016（27）：56.

TM75

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.20.049

2095－6835（2019）20－0113－02

〔编辑：严丽琴〕