远传型故障指示器在配电自动化中的应用

汪路

摘 要：随着社会经济的快速发展，人们对电力供应的可靠性要求越来越高，但由于配电网络的复杂性，一旦发生故障，需要消耗较长的时间进行故障排查，导致长时间的电力供应中断，造成较大的经济损失和社会影响。因此，在配电系统的自动化发展过程中，故障的自动查找和排除占有重要地位。目前各种类型的故障指示器是配电系统故障排查的主要基础设备，文章将对远传型故障指示器进行研究分析，并探讨远传型故障指示器在配电自动化中的应用。

关键词：远传型；故障指示器；配电自动化；应用

中图分类号：TM64 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）24-0150-02

前言

在供电需求不断增加的情况下，配电网的规模不断扩大，配电网络的复杂性不断提高，在整个系统中包含多条分支线路，一旦其中某条支线发生故障，即使在主线路中安装了分段开关，也会对一定范围内的电力供应造成影响。而且运维人员在进行故障排查时面临着较大困难，传统的故障排查手段难以实现快速排查，无法为电力供应的可靠性提供保障。远传型故障指示器的应用可以有效解决这一问题，实现对配电系统运行状况的实时监控，并在发生故障的第一时间指出故障线段，提高故障排查效率和系统供电可靠率。

1 远传型故障指示器的工作原理

远传型故障指示器的基本原理是通过对配电系统的电压、电流进行检测，判断故障类别和发生位置，并通过信号输出系统对故障进行显示，在故障排除后自动复位，为下一次故障指示做好准备。远传型故障指示器主要采用感应电流取电技术进行设备供电，将探测前端安装在架空线路故障多发线路上，对其负荷电流和温度等参数进行实时监测，并将采集到的数据上传到监控中心，通过显示系统翻牌或闪光同时利用通信终端发出警报提示，供技术人员查看，从而保证技术人员可以及时捕捉到线路异常，在故障发生的第一时间确定故障类型和发生位置，节省宝贵的故障排查时间[1]。远传型故障指示器如图1所示。

2 关键技术指标

远传型故障指示器主要由供电设备、前端探测设备、通信终端、液晶显示设备和远程服务器组成，可以实现对线路故障的远程监控和实时监控，其关键技术指标如表1所示[2]。

3 在故障检测中的应用

3.1 短路故障检测

短路故障和接地故障是电力配网系统中最常发生的故障问题，远传型故障指示器在这两种类型的故障检测中都有重要作用。使用远传型故障检测器对配电网络中的短路故障进行检测，首先由技术人员根据系统故障信息，利用通电导线会产生磁通量电磁感应的原理，分析电流突变时间，判断配电网络的线路运行状况。当故障指示器检测到短路故障时，指示器的运行参数能够随电流变化而产生变化，与故障电流分量关联起来，可以有效降低误动的可能性。系统结构发生变化时，远程故障指示器的前端探头也能对其进行准确识别，不会因系统结构变化发生误动，准确的显示电路中的短路故障[3]。

3.2 接地故障检测

接地故障发生频率较高，其故障排查也具有较高难度，目前多数配电网络的中性点没有采用直接接地方式，使系统线路发生接地故障时产生的故障电流较小，而故障特征则较为复杂，给配电网的故障检测和排查带来了一定困难。传统故障监测和排查主要采用电流电容检测法或五次谐波法，但是发生接地故障时电流信号较弱，故障信号的搜集较为困难，容易受周边的电磁干扰和谐波污染，导致信号失真，影响检测结果的准确性。采用故障指示器对接地故障进行检测，当系统发生接地故障时，系统信号源会发出一个特定信号，经过电网回路被故障指示器接受，根据该信号信息，准确判断接地故障类型及发生位置。采用这种检测方法能够有效降低接地故障检测的影响因素，而且故障指示器发出的故障信号抗干扰能力强，可以保证其在传输过程中不会出现失真现象，使技术人员能够准确接收故障信息。

4 基于远传型故障指示器的配电自动化故障定位系统

4.1 系统组成及工作原理

基于远传型故障指示器的配电自动化故障定位系统由FD探头、电力通讯系统、配网监控系统和远程控制终端等部分组成。其中，整个配网监控系统又可分为小型配网FTU、近距离无线发射接收系统、远距离无线传输系统、无线接收主站等部分。针对于目前许多配电网中性点未直接接地的情况，采用该系统进行单项接地故障检测，需要在系统中加入信号源子系统，使其在发生故障时，自动向远方控制终端发出故障信号。

4.2 FD探头在单相接地故障检测中的作用

技术人员在使用配电自动化故障定位系统进行系统故障检测和排查时，单相接地故障处理和故障显示等部分是公用的。通过在配网系统的各个支路中安装故障检测FD探头，识别不同的编码信息，即使有两个以上的支路同时出现故障，FD探头也可以对故障发生位置进行正确区分，准确检测出配网系统的特定信号电流和故障电流，并将发生故障的系统信号传送到相近的无线发射接收系统中，使故障指示器能够接收到FD探头发出的特定信号。

4.3 远程信号传输

该系统在配网分支线路上安装的无线发射接收子站可以同时接受6个FD探头的故障信号，并将接收到的信号传送给远距离通信系统和检测终端，通信距离可以达到10～20公里，如果超出这一范围，或传输过程中信号干扰较为严重，需要安装一些无线中转站，对信号进行接收和转发，使其能够完好的到达控制主站。通过这种远程信号传输方式，可以进一步确保故障信息的准确传递和正确显示，将携带故障信息地址的信号信息及时发送给配网中心监控系统。

4.4 监控中心

监控中心是配网系统故障监测和处理的信息接收中心，负责对整个配网系统的运行状态进行实时监控，对接收到信号数据进行计算分析。将分析结果与地理信息系统进行叠加和比对，在显示系统中准确找到线路故障的发生地点，并将故障信息发送给配网系统的运维人员，使其能够快速找到故障发生位置，对故障问题进行及时检修。最大限度的降低配网故障的排查和检修时间，在最短时间内处理好故障问题，保证配电系统的稳定运行。在发生故障时，远传型故障指示器会在第一时间发出警报，提醒监控中心的工作人员进行故障处理，并在故障处理后自动复位，告知工作人员系统故障已经排除，并為下一次的故障告警做好准备。

5 结束语

综上所述，远传型故障指示器是配电自动化系统中的重要组成部分，在配电系统故障监测和排查中的应用，可以准确捕捉并传递故障信号信息，节省大量故障排查时间，最大限度的为配电系统的稳定运行提供保障。本文主要分析了远传型故障指示系统的工作原理、关键技术指标，并探讨了远传型故障指示器在配电系统自动化故障检测中的应用。

参考文献：

[1]何锋.基于GPRS通信故障指示器在配网自动化中的应用[J].海峡科学，2010，10：159-161.

[2]徐诚.新型配电网单相接地故障定位系统的研究及实现[D].华北电力大学，2016.

[3]陈艳霞，金立华，李艳滨.架空线路故障指示器在北京配电网的应用分析[J].电气应用，2013，S2：520-522.endprint