故障自动定位系统在配电网中的应用

电力18讯：    摘要：针对35kV直配线路故障频繁的现象，本文提出了采用了故障自动定位系统的必要性，并对该系统的组成、原理及功能进行了详细地分析。实际应用表明：该系统能及时准确地确定出故障点所在的分支和故障点的确切位置，缩短了故障修复时间，节省了大量的人力、物力，提高了供电的可靠性，具有显著的经济效益和社会效益。

关键词：配电网 故障定位系统 组成原理功能 应用效果

一、概述

目前中原油田油区配电系统绝大部分采用的是35kV直配供电方式，配电变压器(35/0.4kV)和低压配电装置设在计量站，再由计量站经低压电缆辐射配电至抽油机电机。随着油田的进一步开发，35kV直配线路的负荷不断增大、长度不断加长、分支线路不断增多，造成线路的结构愈来愈复杂，再加上农窃电现象的严重，因此线路故障频繁。而要寻找出每一次线路具体故障所在的分支和故障点则非常困难，往往需要耗费大量的人力、物力，少则几小时，多则数十小时方能发现故障点，这与当前配网自动化要求极不相称，也给原油的生产带来了巨大的经济损失。据统计我局油区配网，每年线路故障跳闸次数高达200多次，平均每次影响原油产量15吨，直接经济损失600多万元，这对目前经济状况十分严峻的中原油田来说，将是一项难以承受的负担。随着配电自动化技术的迅速发展和日益成熟，人们已认识到故障自动定位系统对解决配电线路故障，提高供电可靠性方面的重要性。因此将这项新技术应用到我们油田的配电网络中，及时发现并排除线路故障，对确保油田生产的正常进行有着极其重要的意义。

二、故障定位系统简介

1.故障定位系统的组成

定位系统一般包括：故障检测探头、通讯系统及监控中心。其中通讯系统根据使用场合和通讯方式又分为：短距离无线数字通讯收发系统、远距离无线发射系统、无线接收总站及其它通讯系统。

2. 系统工作原理

故障探头安装在线路分支处的分支线上，当线路出现相间短路故障时，故障探头就能及时检测到短路故障电流，通过短距离无线收发系统，将动作信号传送给安装在线路分支处的无线收发子站。无线收发子站可以接收到分别安装在两个分支6相线路上的故障探头发送过来的动作信息。无线接收及发射子站在收到动作信息后，将动作分支的故障探头地址信息通过远距离无线通讯系统(通讯距离一般10km)发回控制中心。无线接收主站接收子站发来的信息后，经过进行解调、解码，可就地显示地址信息，同时将地址信息送给监控中心的计算机系统。监控中心在接收到这些动作信息后，经过计算机分析，与地理信息系统相结合，就可以直接显示出故障点地理位置信息，并在地理背景上显示出来，同时还可以通过打印机将地理位置信息打印出来。根据这些信息运行维修人员就可以迅速到达故障地点及时排除故障，从而大大减少了停电时间，提高了供电可靠性。

3．单元功能介绍

3.1 FD故障探头

FD故障探头主要由故障电流检测电路、就地指示部分、数字编码及无线调制发射单元组成。在线路发生相间短路故障时，故障分支上的FD在故障后将被触发，给出红色显示，同时将其数字编码信号通过发射单元，以无线电波的方式发射出来，发射频率一般在300MHz，通讯距离在50m。

3.2 ST发射子站

发射子站一般安装在线路分支点处，它能接收两个分支共6个FD的编码信息，它与FD的关系一般是1只对6只为一组。发射子站接收到的无线信息首先被解调、解码，再与子站的地址组合后，变成一个综合地址码，再经过一个与地址码相对应的时间延时后，通过编码电路，送给无线调制及发射单元，以无线电波方式发射出去。它的发射频率在220MHz左右。发射子站的所有元件安装在一个可户外运行的铁箱中，内部还包括一个免维护的铅酸蓄电池。箱体外部安装一个太阳能电池板，用以给蓄电池充电，并在白天作为工作电源。在夜晚或阴雨天气时，由蓄电池供电。蓄电池在充足电后的情况下，可以维持子站连续20天工作，不需要补充能量。每一个发射子站均可通过拨码开关设定其地址号。

3.3 RP中继站

如果发射子站与接收主站间有大的障碍物或距离超过10km时，需要在其间加设无线中转站，它可以接收子站的信息，然后再转发至接收总站。中继站与发射子站类似，发射频率亦为220MHz。因其接收电路部分的守侯电流较大，所以后备蓄电池的容量较大，同时还备有太阳能电池板，白天由太阳能电池供电，夜晚或阴雨天气由蓄电池供电。中继站接收的数据信息不加修改，仍以无线方式以原数据再转发出去。

3.4 无线接收总站

无线接收总站的功能是将发射子站及中继站送来的无线信息接收后进行解调。解调后的数据送通讯主站，由通讯主站进行解码处理。

3.5 通讯主站

通讯主站具有如下接口：

(1). 无线数据接口：接收无线接收总站解调后的数据，再进行解码处理，恢复FD的地址码信息。

(2). 与监控中心的接口：串口(RS-232)，将<