詹磊　胡凡君

摘 要：運行穩(wěn)定的配電線路對于保證電網(wǎng)的安全性具有重要意義，而在線監(jiān)測技術(shù)可以為配電線路的穩(wěn)定運行提供必要的技術(shù)保障。目前，10 kV配電線路的在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)主要包括一遙架空的故障定位系統(tǒng)和二遙電纜的在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過兩種系統(tǒng)的配合運轉(zhuǎn)，確保在線檢測功能的實現(xiàn)。在10 kV配電線路的在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)中，引入了信號源注入法、自適應(yīng)法、兩點測溫法等較為先進的監(jiān)測原理，使得配網(wǎng)運行的可靠性大大提高。

關(guān)鍵詞：10 kV配電線路狀態(tài) 在線監(jiān)測 兩點測溫技術(shù) 技術(shù)創(chuàng)新

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（b）-0073-02

目前，在電力用戶和變電站之間，主要依靠10 kV的配電線路作為連接，運行穩(wěn)定的配電線路對于保證電網(wǎng)的安全性具有重要意義。而在線監(jiān)測技術(shù)可以為配電線路良好的性能提供必要的技術(shù)保障。該文將結(jié)合我國麗江城區(qū)10 kV配電線路自動化系統(tǒng)建設(shè)情況，對在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)的工作原理和檢測方法進行分析，對在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)的創(chuàng)新機制進行探討，希望為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供借鑒。

1 工程概述

麗江城區(qū)的配網(wǎng)項目的在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要包括兩個方面，分別是一遙架空故障定位系統(tǒng)和二遙電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)。通過對兩種系統(tǒng)的有效結(jié)合，從而實現(xiàn)配網(wǎng)項目中對10 kV配電線路的在線監(jiān)測，對線路運行中出現(xiàn)的相間短路、單相接地進行精確定位，對負荷實時采集以及形成良好的線路溫度預(yù)警機制。麗江城區(qū)由于建設(shè)的年代比較久遠，整體配網(wǎng)設(shè)施相對來說基礎(chǔ)不夠牢固，經(jīng)常出現(xiàn)電力線路故障，在出現(xiàn)故障后，由于技術(shù)相對落后導致故障的查找和線路恢復(fù)供電開展緩慢，從而嚴重影響了企業(yè)和居民的生產(chǎn)生活質(zhì)量。針對這一情況，當?shù)仉娏Σ块T決定采用在線監(jiān)測技術(shù)對城區(qū)配網(wǎng)進行簡易型配網(wǎng)的自動化監(jiān)測。該方案的應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)主要包括GSM的通信體技術(shù)、故障指示器技術(shù)等。通過這些技術(shù)的運用從而對相間短路與接地故障進行準確地定位，對配網(wǎng)中線路的溫度和負荷進行在線監(jiān)測。當故障發(fā)生的時候，故障定位系統(tǒng)發(fā)揮作用，通過GSM通信傳輸?shù)脚渚W(wǎng)的主系統(tǒng)中，主系統(tǒng)在接收相關(guān)信息后，根據(jù)配網(wǎng)項目線路圖對故障發(fā)生地點進行精確定位。然后，主站系統(tǒng)將故障信息通過短信方式發(fā)送給線路運維人員。維修人員在接到相關(guān)消息后，迅速趕到故障地點，排除故障，保證電力系統(tǒng)的正常運行，同時主站系統(tǒng)具備界面推圖功能，將故障線路推送至界面首頁；主站系統(tǒng)主界面實時顯示線路負荷、溫度等遙測信息。

2 在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)概述

10 kV配電線路的在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別是一遙架空的故障定位系統(tǒng)和二遙電纜的在線監(jiān)測系統(tǒng)。通過兩個系統(tǒng)的有機結(jié)合，確保在線監(jiān)測技術(shù)的準確性和及時性。

2.1 一遙架空故障定位系統(tǒng)概述及工作機理

目前，一遙架空的故障定位系統(tǒng)在國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)的10 kV配網(wǎng)線路應(yīng)用比較廣泛，其技術(shù)基礎(chǔ)為故障指示器技術(shù)。當故障發(fā)生的時候，系統(tǒng)迅速地對故障點進行定位，從而減少技術(shù)人員對故障的排查時間，減少處理故障的時間。架空一遙故障定位系統(tǒng)包括故障指示器、配套通信終端、主站系統(tǒng)以及輔助檢測接地故障的信號源裝置。相對來說，架空一遙故障定位系統(tǒng)經(jīng)濟成本較低，安裝簡單，可帶電安裝、不需改造一次設(shè)備，基本免維護，具有很強的適應(yīng)性和兼容性。

架空一遙故障定位系統(tǒng)故障原理：當發(fā)生故障的時候，故障信息會傳遞到通信終端，通信終端在接到故障信息后，通過GSM傳遞信息給主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)對接收到的信息進行分析，采用的分析方法為拓撲計算法，通過和城市實時地理信息系統(tǒng)配合，經(jīng)過計算得出故障的具體信息，包括故障產(chǎn)生的地點，故障報警的溫度和電路負荷狀況等。系統(tǒng)將這些信息編輯成短信的形式發(fā)送到維修管理人員的手機，維修管理在接到信息后及時快速地對故障進行處理，從而保證電力系統(tǒng)的良好運轉(zhuǎn)[2]。

2.2 二遙電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)概述及工作原理

故障指示器為二遙電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)。故障指示器安裝于環(huán)網(wǎng)柜等進出線路中，當發(fā)生故障的時候，采用光纖技術(shù)實現(xiàn)較短距離的信息傳遞。配套通信終端通過GPRS通信方式將故障信息發(fā)送至主站系統(tǒng)，定位故障信息，同時和SCADA/GIS平臺進行連接，從而實現(xiàn)自動定位故障的功能。

二遙電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)相對于一遙架空故障定位系統(tǒng)來說，應(yīng)用的技術(shù)更復(fù)雜，監(jiān)測的對象主要是電纜系統(tǒng)。二遙電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)具體應(yīng)用的技術(shù)包括：故障檢查技術(shù)、溫度感應(yīng)測試技術(shù)、GPRS通信技術(shù)以及計算機技術(shù)等。通過二遙電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)可以有效對負荷電流的情況和電纜溫度的高低進行監(jiān)測，同時還可以對電纜系統(tǒng)中的開關(guān)、接地刀閘等進行相關(guān)檢測。電纜二遙在線監(jiān)測系統(tǒng)中故障指示器主要分為兩類，分別對短路情況和接地情況進行故障指示。電纜線路發(fā)生相間短路或單相接地故障時，故障指示器動作，同時將故障信息借助配套通信終端，經(jīng)過光纖的傳輸至主站系統(tǒng)。后臺系統(tǒng)進行拓撲計算，計算后同樣將所有二遙信息以短信的方式傳遞給維護人員。

3 在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)的檢測方法

3.1 接地故障檢測分析

按照主動性來分，單相接地故障檢測的方法可以分為主動檢測方法和被動檢測方法。其中被動檢測方法包括5次諧波法、電容電流檢測法以及首半波檢測法，被動檢測法通過對故障發(fā)生前后相關(guān)參數(shù)進行比較來傳遞故障信息。主動檢測法則主要指的是信號注入法。在麗江城區(qū)配網(wǎng)項目中采用該方法。當發(fā)生接地故障時，安裝在變電站母線或某條出現(xiàn)的信號源會向故障線路故障相中主動注入一個特殊電流編碼信號，通過母線線路電流信號在配電線路中流過，當流經(jīng)故障指示器的時候，故障指示器翻拍動作，從而實現(xiàn)了接地故障的檢測。主動檢測法和被動檢測法相比，檢測的結(jié)果更加準確[3]。這是因為在采用被動檢測法的配電線路中，當接地故障發(fā)生的時候，接地故障電流一般比較小，并且在電流傳輸過程中容易被電磁感干擾，從而導致信號失真，在一定程度上不能保證故障信號的可靠性。同時，被動檢測方式中，通常要針對單相接地故障在故障指示器中設(shè)置動作定值。如果故障指示器動作值大于定值，就認為是單項接地故障，如果不大于則認為是別的原因引發(fā)的故障。在設(shè)定動作定值的時候，技術(shù)人員要充分考慮配電線路的實際情況，考慮主系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)計算法以及運行方式的變化，通過綜合考慮設(shè)定單項接地的動作定值。

3.2 短路故障檢測分析

公式（1）中，△IF為電流產(chǎn)生變化的數(shù)值，Inset為內(nèi)部缺省值。在實際工作中，由于短路故障指示器的型號不同，使用的外部環(huán)境也不同，會有一定的差異?！鱐為短路故障從產(chǎn)生到結(jié)束的時間，T1、T2表示的同樣為內(nèi)部缺省值，和配電線路的自動保護以及開關(guān)等功能關(guān)系較大，具體來說，T1為故障發(fā)生后，被清除的最短時間，T2為故障發(fā)生后，被清除所用最大的時間。IH和UH分別為發(fā)生故障后電流和電壓的具體數(shù)值。根據(jù)公式可知，如果發(fā)生短路故障的時候，在配電線路上會產(chǎn)生一個正的突變，突變值和設(shè)定值相比較大，同時在接下來較短的時間內(nèi)配電線路中的電壓和電流值變?yōu)?，此時可以判定線路中所發(fā)生的故障為短路故障，產(chǎn)生的電流為故障電流。故障電流只與短路時電流的分量關(guān)系較大，線路正常時產(chǎn)生的電流和其沒有直接關(guān)系。通過這種方法進行的短路故障檢測，可以有效提高判斷的準確率，減少誤判的發(fā)生。

3.3 溫度監(jiān)測分析

在麗江配網(wǎng)項目中，當發(fā)生故障時，為了能更準確地測量配電線路的溫度，采用了兩點測溫法。和傳統(tǒng)方法不同，兩點測溫法通過兩個溫度傳感器來進行溫度檢測，一個溫度傳感器主要檢測電纜頭的螺栓的溫度，另一個則主要檢測熱縮管的溫度情況[4]。在電路的運行過程中，當負荷電流增加的時候，電纜接頭的溫度也會產(chǎn)生對應(yīng)地變化，將電纜接頭的溫度和熱縮管的溫度進行比較，如果溫度差超過預(yù)定的范圍，則可以判斷出線路中的溫度發(fā)生了異常變化，從而實現(xiàn)溫度報警。

4 10 kV配電線路在線監(jiān)測技術(shù)創(chuàng)新機制

10 kV配電線路在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的配電線路檢測系統(tǒng)相比，具有一定的技術(shù)創(chuàng)新，這一點在麗江城區(qū)配電項目中就有所體現(xiàn)。首先，在接地故障檢測方面，采用了信號源注入法，這種方法屬于主動檢測法，是一種較先進的檢測方法，檢測的準確率大大提高。其次，在判斷短路故障的時候，主要采用自適應(yīng)法，這種方法可以滿足10 kV配電線路的使用要求，減少故障誤判情況的發(fā)生。最后，兩點測溫法可以有效判斷溫度變化的異常情況，更利于溫度報警。

5 結(jié)語

10 kV配電線路在線監(jiān)測技術(shù)對于電力系統(tǒng)的正常運行具有重要意義。目前，10 kV配電線路的在線監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)主要包括一遙架空的故障定位系統(tǒng)和二遙電纜的在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過兩種系統(tǒng)的配合運轉(zhuǎn)，確保在線檢測功能的實現(xiàn)。其中，單相接地檢測，采用信號源注入法；短路接地檢測，采用自適應(yīng)法；溫度監(jiān)測，采用兩點測溫法，消除電纜線路存在的安全隱患。該系統(tǒng)在麗江城區(qū)配網(wǎng)線路中投入使用，大大提高了供電可靠性，也為今后麗江配網(wǎng)自動化的建設(shè)提供可行的技術(shù)保障，拓寬了建設(shè)思路。

參考文獻

[1] 朱增鋒.10 kV配電線路狀態(tài)檢測與檢修技術(shù)探討[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012（12）：23-24，26.

[2] 楊達偉.10 kV配電線路檢修及危險點預(yù)控分析[J].機電信息，2013（33）：143，145.

[3] 郭建文.10 kV配電網(wǎng)存在的問題及線路安全運行的管理方法[J].中國電業(yè)：技術(shù)版，2013（1）：67-69.

[4] 王少軍.論10 kV配電線路檢修及危險點預(yù)控[J].通訊世界，2014（8）：33-34.