故障诊断与监控技术在10kV配网上的应用

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　　摘要：随着城乡用电需求的不断增长，10kV配电网络发展迅猛，但目前对配电网络的运行管理仍缺乏相应的监控手段，本文主要考虑通过应用配电线路故障诊断及运行监控系统，提高配网的运行管理水平，保证用户的可靠供电。
　　关键词：配电网络监测故障诊断
　　
　　一、前言
　　 随着城市的发展，用电需求不断加大，客户量与日俱增，同时，由于开展农网工程，致使配网的覆盖面扩展到各种边远山区及农村。配网的迅猛发展和用户的大量接入，加大了配网运行压力，同时也增加了配网的故障几率。在目前线路长、分布广、地形复杂等情况下，由于对配网线路运行状况缺乏有效的监控，致使日常运行维护工作比较困难，在线路发生故障时，只能采用逐段拉路摇测绝缘的方式查找和排除故障，故障点查找非常困难，停电时间长，涉及停电面积大，造成经济损失较大。
　　 在10kV配网中主要发生的故障有三相短路、两相短路、两相接地短路、单项接地短路及断线等故障，除断线故障外，其余短路故障在短路回路中短路电流要比额定电流大几倍甚至几十倍，通常可以达到数千安，易造成损坏设备。因此，电力系统在三相短路、两相短路、两相接地短路发生时保护启动断路器中断供电，单项接地短路发生时由运行人员人为断开线路。由于目前配网线路在城市当中受建筑物的遮挡，并且有架空、入地等设置方式，而在郊区和农村线路又较长，穿过树林和田间地头，致使工作人员在故障查找过程中难于发现故障点，查找工作耗时、耗力。另外，日常的配网运行工作中，目前基本只能在变电站内能够得到相应配网线路的遥测适时信息，而线路前端、中端及后端的信息以及所引出的支线适时信息，还只能现场人为测量得到，对配网缺少有效的监测。通过何种手段才能实现对配网的有效管理呢？经过调查发现， “配电线路故障诊断及运行监控系统” 通过测量日常运行数据，检测、指示短路、漏电故障电流，可帮助维护人员得到所需数据，并在故障情况发生时，准确判别发生故障的线路，提高故障分析的能力，以便迅速排除故障，缩小停电区域，缩短停电时间。
　　二、系统概况
　　 “配电线路故障诊断及运行监控系统” 是利用电子技术、通讯技术、计算机及网络技术，实现配电系统的监测、保护、控制功能；着重解决了准确检测单相接地故障、检测数据的传输、设备的工作电源等相关问题。系统在线检测线路负荷电流信息、相间短路故障信息及单相接地故障等信息并通过移动通讯网络（GSM）将检测数据上传至后台软件管理系统，使得运行人员在线掌握线路运行状态，迅速查找出线路故障区段，并可通过系统实现断路器的远程控制，当发生线路故障时，可将故障区段隔离或切除。
　　三、系统组成
　　 “配电线路故障诊断及运行监控系统”是由软件管理系统、前端采集系统（断路器及FTU的综合装置）、接地故障点巡查系统三部分组成。
　　
　　㈠、软件管理系统：
　　 主要用于接收、分析处理线路上各FTU发回的在线检测数据，实时监控线路的运行状况，远程分合断路器。当发生线路短路故障时，系统可快速确定故障区段，并远程控制前端采集分合断路器，隔离或切除相应故障区段。
　　㈡、前端采集系统（断路器及FTU的综合装置以及电缆DTU采集装置）：
　　 在线检测线路运行状况，并将检测数据发送到软件管理系统。前端采集系统通过内部的测量CT采集线路的电流信号，并以此判断线路运行状态以及是否发生故障。
　　㈢、接地故障点巡查系统：
　　 当线路发生单相接地故障时，在线路故障区段注入检测信号，通过手持移动测量装置，确定单相接地故障点。在线路正常运行情况下也可用于检测线路负荷电流的大小。
　　四、安装接线图
　　㈠、环网柜DTU采集装置安装接线图：
　　
　　
　　
　　㈡、架空线路FTU采集装置安装接线图：
　　
　　
　　
　　㈢、整个系统连接图：
　　
　　
　　
　　五、系统特点
　　㈠、架空配网线路前端采集系统（FTU装置）和柱上断路器是一体化安装结构, FTU装置与柱上断路器组合，接线通过专用电缆与断路器二次接线连接，再整体安装于柱上。
　　㈡、断路器工作电源经互感器取自运行线路，FTU、DTU电源由蓄免维护电池供电。
　　㈢、系统采用GSM通讯方式。
　　六、系统可实现的相应功能
　　㈠、可在线检测线路负荷大小；
　　㈡、可检测出单相接地故障区段（包括直接接地、间歇弧接地等不同接地情况）；
　　㈢、可检测出相间短路故障区段；
　　㈣、可实现线路过负荷报警、缺相运行报警；
　　㈤、可接收系统软件管理人员的控制命令，远程控制断路器分合；
　　㈥、可在线路发生故障的区段，利用接地故障点巡查装置，精确定位出故障点，以便迅速排除故障，恢复供电。
　　 目前我单位正在部分配网线路上开展“配电线路故障诊断及运行监控系统”的安装及试运行工作，相信通过该系统的运行，可大大提高我们对配网的运行维护管理水平。现初步发现该系统存在有一些较小的问题，诸如在移动GSM覆盖信号弱的地方，现场信号无法与主机连通。FUT及DTU免维护电池及电子元件，安装与自然环境下，今后会增加相应的维护工作量等。接下来我们将采取措施消除相应问题，确保系统运行正常。
　　
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