（国网朔州市山阴县供电公司山西朔州036900）
摘要：随着经济社会的发展，电能的使用越来越多，对供电的安全可靠和电能质量提出了更高的要求。输电线路一般较长，南方地区夏季雨水较多，电网易受雷雨天气影响而发生故障。线路故障监测定位系统能够实现精准标记故障源，指导快速做出决策，但其在实际生产生活中应用效果到底如何，有待深入研究。
关键词：线路运行；故障监测定位；应用
“十三五”规划（2016-2020年）中提出，我国要加快智能电网建设，全面提升国家电网智能化建设水平，实现电力运营的自动化、信息化和互通性，广泛开展电能需求侧响应和电力市场服务，全面提升电网运行能力和可靠水平。研究得知，配电线路是连接电厂和终端用户之间的重要纽带，配电线运行状态的健康与否是用户电能使用可靠性的重要保障。由于配电线路分布广泛和工作环境恶劣，在长期自然环境损害下容易出现故障，一些早期的故障如果不能及时发现并排除，很容易引发短路、线损等严重故障，给电网系统的安全运行造成严重危害。现阶段，部分地区对配电线路的诊断检测依然采用传统人工模式，不具备在线实时监控能力，也无法对配电线路瞬时故障和高阻抗故障做出有效识别和诊断，更无法对潜在故障信号做出预警，配电线路运行的安全性和可靠性无法得到有效保证。鉴于此，本文提出了配电线路故障监测定位系统，通过监测装置对配电网运行状态信息进行实时监控，并且通过无线网络传输给电力调度人员，从而为下一步的决策提供重要的依据。
1线路故障监测定位系统
线路故障监测定位系统由远方单元、不对称电流源和监控中心构成，可采用SMS、GPRS、光纤、微波等多种通信方式。远方单元由故障指示器和通信终端组成，监控中心由路由器、通信交换机、服务器和客户端等多种设备组成。架空线路的短路故障检测判据（同时满足）如下：（1）It≥所设定的启动值（It为突变电流值，根据线路的实际情况设定）；（2）I=0A（I为线路故障后电流值）；（3）0.02s≤ΔT≤3s（ΔT为电流突变时间）。远方单元中的故障指示器具备完善的防误动设计，能识别线路常规运行参数变化，自动规避负荷波动、变压器空载合闸、变压器突合负荷涌流、人工投切大负荷、线路重合闸等情况下的误动作。目前配网大部分中性点接地方式是小电流接地，这类系统发生单相接地故障时，因故障电流较小，故障特征复杂（尤其是架空线路），使得故障点的查找较困难。针对以上问题，采用更为先进的信号注入法可以准确地判定接地故障。
2线路故障监测定位系统在线路运行中的应用
2.1故障监测定位系统在城市电网中的应用
近年来，我国城市化建设进程不断加快，城市用电量不断增加，这也对输电线路的稳定运行提出了更高的要求。但是要满足城市用电的要求就需要投入大量的资金进行基础设施以及设备的投入，对于原有设备的改造同样需要高额的成本投入。而且线路故障的发生率也随之提高。另外，过分要求通信和故障的隔离速度，其经济效益并不明显，同时大量的线路和电力设备异动频繁，专用的通信光缆维护难以跟上，造成后期运行维护和使用也会存在困难。而配电线路故障监测系统相对于传统的配电自动化系统而言，投资小、见效快、对通信系统要求较低，也可准确快速地进行定位故障，并且可以和馈线自动化配合使用：一方面，对于已经建成的配电自动化系统，可以在已有的分段基础上进一步缩小故障定位区段，加快故障查找速度，减少停电时间；另一方面，对于新建的或者还未建立馈线自动化的城网线路，可以先行或者同时将故障监测系统和馈线自动化系统综合考虑。对于架空线路，可以考虑在分支上或城郊线路上多布置故障监测终端，在干线或重要线路上重点进行馈线自动化建设，再增配故障监测终端进行布点，缩小故障查找区段；对于电缆线路，可以在环网柜、分支箱安装电缆性故障监测终端，实现“二遥”功能。采用这种方式，既可以节省投资，又可以降低系统运行的复杂程度和建设改造的工程难度。
2.2故障监测定位系统在农村电网中的应用
目前，虽然配电自动化技术及产品日趋成熟，在中心城市及一般城市的核心区域已开始进行配电自动化建设，但就农网的现状而言，短期内大面积建设传统意义上的配网自动化并不现实，其主要原因在于：农网的供电点多、面广、分散、环境恶劣、设备和线路陈旧老化，为实现配电自动化需要投入大量的资金和人力进行全面的设备及线路改造，投入和产出根本无法平衡。一次设备自动化改造和配电自动化终端设备购置价格较高，如果全面建设，则投资不够，监控点少，无法达到较好的运行效果，增加了失败的风险，反之，选择几条线路建设，则失去了推广意义。配电自动化系统对于通信的带宽及安全性、实时性要求较高，因此目前以光纤通信为主。而对于农网而言，如果要全面进行光纤网络建设，无论从资金需求量还是建设维护难度上看，均无法承受。
2.3暂态录波式配电线路监测系统建设
基于暂态录波技术的配电线路监测系统其核心功能为对6-35kV架空线路所发生的接地故障和短路故障进行定位。整个系统由汇集单元、采集单元和配电主站系统三个部分组成，综合应用了计算机技术、无线通信技术、故障检测技术、信息建模技术以及网络通信技术于其中，对于配电线路应用中的接地故障、短路故障具有很好的检测效果，可对配电线路的谐波、负荷等进行实时监测，并基于通信技术可将这些采集信息快速传输至配电主站，配电主站在通过相关软件所所采集到的故障瞬时波形及特征信息进行网络拓补计算，继而精准确定故障所发生的区域，并发出告警信息，引导维护人员快速达到故障地点进行维修。
（一）关键技术点
在暂态录波式配电线路监测系统建设中，其关键性技术主要包括七个：（1）实现线路电流电压等工况的高频暂态录波功能，当电流突变和电场突变时自动触发录波，有效记录线路异常情况便于进行分析。（2）针对接地故障监测难问题采用三相合成零序电流、电场信号分析，实现对接地故障就地精准检测、定位；（3）采取同母线路状态共检手段，通过数据逻辑判断故障点，有效排除干扰。（4）有别于一般配电线路故障监测系统，本项目采用线路双向电流监测技术，能有效解决山区配电线路带小水电运行，线路状态参数难以准确测量的问题；（5）大数据智能结果分析，利用自主故障专家库自动分析线路故障情况并可通过短信和系统反馈相关情况。（6）数据采集模块采用太阳能及线路双通道取电，能确保设备正常运行。（7）通讯模块稳定可靠、超低功耗、可远程维护与升级。
（二）应用技术原理
当在线录波监测及故障定位装置检测到电流I出现短路故障电流变化模式，就可以确定自己位于故障路径上，向智能化配电网线路状态监测主站上报短路故障SOE，主站就可以根据上报的短路故障SOE进行短路故障定位。同时根据理论分析和现场录波结果发现，小电流接地配电网单相接地过程中产生的高频暂态零序电流信号，具有如下分布规律：（1）非故障线路和故障线路的高频暂态零序电流信号不相似；（2）故障线路上故障点前和故障点后的高频暂态零序电流信号不相似；（3）故障线路上故障点到电源之间的故障路径上高频暂态零序电流信号高度相似。
3结语
综上所述，增强电网故障定位的准确性、快速性及自动化程度，有利于提升线路运行的可靠性，减少人工维护成本。线路故障监测定位系统能够收集线路运行的各项信息，通过对这些信息进行实时或周期性的分析诊断，把握故障位置，分析故障发生的特征，形成有效的故障定位、故障诊断消息推送给相关运维人员，对于配电线路的运作状态建设具有十分显著的提升效果，值得推广使用。
参考文献：
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