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配电网故障定位系统的研究与应用


Power Technology 配电网故障定位系统的研究与应用 何 萍 (国网南京供电公司) 【摘 要】配电网是整个电力系统直接面向用户的最后一个环 节。随着我国社会经济的持续发展,电力用户对供电可靠性的要求 越来越高,配电自动化系统的推广势在必行。配网故障定位、隔离 及恢复系统作为馈线自动化系统的核心部件,其目的是为了故障后 及时对故障区域加以定位和隔离,并尽快恢复非故障失

电区域的供 电。本文重点对配电网故障定位及负荷监测系统的原理和运行效果 进行重点阐述。 【关键词】配电网;故障定位系统;自动研判 中压供配电线路分布范围广,每条线路较短、供电区域较小。 与输电线路相比, 一条线路停电对系统的安全性不会造成重大影响, 因此一直未受到足够的重视。线路发生故障后,基本上是靠人工沿 线寻找故障点。智能配网线路故障定位系统, 对配电网线路运行的 运维管理发生了巨大变化,故障查找模式从原来的故障报修或调度 告知,升级为系统自动研判并告知,为线路故障抢修发挥了极为重 要的作用。 1 系统工作原理 配电网故障定位及负荷监测系统,以二遥故障指示器为基础, 应用无线通信技术,实现故障点的快速定位和线路负荷波动的实时 监测,属于一种经济实用型馈线自动化技术。能实现故障的快速定 位,减少故障巡查和故障处理时间,同时监测负荷电流波动情况。 系统构成主要包括:二遥故障指示器、二遥数据转发站、可变负荷 柜、中心站、主站和通信系统。故障指示器具有检测故障及通信功 能,采用短距离无线通信,解决了高压绝缘问题。 本系统用于相间短路和单相接地故障时,仅故障检测原理部分 不同,通讯系统、故障处理及显示部分均为公用。故障指示器安装 在配电线路适当位置,系统出现短路或接地故障时,指示器检测到 短路故障电流或特定接地信号电流流过,指示器动作,通过短距离 无线通信模式,将故障信号传送给配套通信终端。通信终端在收到 动作信息后, 将动作分支的故障指示器地址信息通过 GPRS 无线公网 通信实时发给主站(后台)系统,主站(后台)系统进行网络拓扑 计算分析,将故障信息以短信方式通知有关人员,并与地理信息系 统(或配网线路图)相结合,可以直接显示出故障点位置信息,运 行维修人员可以直接到故障点排除故障。 2 故障检测原理 2.1 短路故障检测原理 二遥故障指示器短路动作判据采用负荷电流自适应智能突变 法,原理是根据配电线路故障时,线路电流一般会有如下变化规律: (1)从运行电流突增到故障电流,即有一个正的△I 变化; (2) 上级断路器的电流保护装置会驱动断路器跳闸或熔断器的 熔丝熔断,其故障电流维持时间是断路器的故障电流清除时间(= 保护装置动作时间+开关动作时间+故障电流息弧时间) , 或熔断器 的熔断及燃弧时间。 (3)线路停电,电流和电压下降为零。 根据这个特征,自适应型短路故障指示器的短路故障检测判据 可概括为 (1)△IF>Iset (2)T1<△T<T2 (3)IH=0、UH=0 上式中△IF 为故障电流分量,或电流变化量,Iset 是内部缺 省值, 不同型号的指示器根据使用的的场合不同会略有差别。 △T 为 故障持续时间,T1、T2 是内部缺省值,由配电系统的保护、开关性 能等决定; T1 为故障可能切除的最快时间,T2 为故障被清除所需 的最大可能时间,IH、UH 为故障后的电流和电压值。上述判据可以 描述为:当线路上的电流突然发生一个正的突变,且其变化量大于 一个设定值,然后在一个很短的时间内电流和电压又下降为零,则 判定这个线路电流为故障电流。显然它只与故障时短路电流分量

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