山区电网10kV线路故障快速定位与隔离

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇山区电网10kV线路故障快速定位与隔离范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】缙云县供电公司基于SOG负荷开关和PLC通信装置研制开发了投资较小、结构简单、性能可靠的10kV线路智能化控制系统，在实际验证中能够实现故障的快速定位和隔离，有利于减小停电范围，快速消除故障，现已全面推广应用，对山区供电企业有较大的借鉴价值。

【关键词】10kV线路；故障定位；故障隔离；PLC开关

1.背景说明

国家电网公司对故障抢修工作历来非常重视，对基层单位到达故障现场时间有明确规定，并统计停电时户数、供电可靠性等指标，这对山区供电企业提出了极大的挑战。以笔者所在的国网浙江缙云县供电公司而言，由于地域范围广、线路老化多、抢修人员少、交通不便捷等诸多因素，故障抢修难度更大。山区供电企业以10kv线路为主，容易发生单相接地故障和短路故障，需要借助一些先进的技术手段，才能从根本上改变故障抢修管理工作。其中，如何在最短时间内，确定并迅速隔离故障区间始终是一个难题。以往通常采用电压型时序投入方式和SOG智能开关两种方法。第一种方法，失电后整个系统开关需分闸动作，恢复时间较长，且不必要的跳闸会影响开关寿命。第二种方法能够自动判别故障种类并自动隔离故障区间，但不能多台串行。基于以上背景，国网浙江缙云县供电公司研发并应用了10kV线路故障快速定位与隔离的新技术――线路智能化控制系统，取得了良好的效果。

2.基本原理与特点

2.1基本原理

本文所指的线路智能化控制系统由一组PLC智能负荷开关构成。这种开关由内置高性能传感器（能检出配电线路接地、短路故障）的负荷开关（俗称SOG负荷开关）和能够检出配电线路事故，利用配电线路进行PLC通信的控制模块组成。

PLC智能负荷开关及无线通讯控制模块可直接安装在柱上。馈线上发生接地或短路故障时能够快速定位、隔离故障区间，同时上传开关动作情况至调度监控系统，调度人员则能够在第一时间通知检修人员，从而减少停电时间及停电范围，大大提高配电网供电可靠性。以上可进一步细分成如下两个部分：

与变电所断路器互相配合。接地事故发生时，变电所内部的断路器能够自动分闸动作。此时PLC智能开关自动投运，通过汇总、判断事故信息，确定事故区间，与事故相邻的开关自动分闸，保证重合成功。线路智能化控制系统与断路器互相配合，成功隔离故障区域，减少停电面积。

上传事故信息至调度监控系统。SOG系统的数据通信网络能够实现数据信息的透明传输，这是因为SOG智能型线路保护开关控制器内部配有先进的无线通讯终端，可将同一线路上SOG智能负荷开关的动作情况（接地事故，短路故障）及控制器运行工况上传至调度监控系统。调度监控人员通过应用高级分析软件，能够及时判断线路运行情况或故障区间，以最快速度准确隔离馈线故障。SOG系统通信网络图见图1。

线路智能化控制系统的启动条件是：发生事故后变电站的断路器分闸（或线路中设置的重合器的分闸），配电线路停电。

线路智能化控制系统的一连串动作在事故发生后很短的停电时间内即可完成。因此，变电站的再合闸继电器（或重合器）进行再合闸的时候，可以保证无事故的区间恢复正常供电。线路智能化控制系统的动作过程实际上分为三步：

第一步：接地故障或短路故障发生后，变电站断路器立即动作跳闸。线路上发生接地故障或短路故障后，相关控制装置能够及时检出事故现象并保存故障信息。随后，变电站内的保护继电器发出分闸指令，断路器分闸，线路停止供电。

第二步：PLC通信投运，及时隔离故障区间。线路失电后，控制装置发出停电信号，PLC通信装置自动投运。控制装置按照事先预设的顺序相继发送故障信息，其他相关控制装置则接收信息。全部控制装置发送信息之后，每一个控制装置根据自身检出的故障信息和接收到的其他控制装置发出的信息，判断故障区间在自身电源侧还是负荷侧。故障区间判断清楚后，向负荷开关发出分闸指令，及时隔离事故区间。

第三步：断路器合闸，恢复供电。隔离故障区间后，继电器（或重合器）发出合闸指令，断路器合闸，恢复该线路的正常供电状态。

2.2主要特点

系统的主要特点为：（1）投资较小，结构简单，可靠性高，不需要强大后台软件支持；（2）有利于减少事故影响范围、提高供电可靠性，缩短故障恢复时间；（3）不依赖后台集中监控装置和专用通信线路设备，能够快速检出故障现象，隔离故障区间；（4）总体系统设备投资成本不高，安装简单方便；（5）故障隔离过程无须通信及后台控制，直接自动识别并隔离故障；（6）能适应多级串接，实现线路多分段，故障隔离时间短停电区域小。

3.实施过程及效果

为了验证上述系统的实证效果，缙云县供电公司在部分10kV线路上安装PLC智能型负荷开关，并开展事故信息上传功能的探索和事故隔离功能评估。

具体实施过程为：在缙云县10kV大集249线、10kV木栗143线等5条线路共配置10台PLC负荷开关；每条线路共分2个组，以负荷开关为分界点。为了提高系统运行效果，增加了可以上传开关动作的相关信息。在每一台开关控制装置上加装通信模块，采用短信方式将开关跳闸信息即时发给故障抢修人员，告知故障发生的具置。

通过进一步的实际验证工作，缙云县供电公司实现了更好的效果：

（1）整条线路经过10台开关的合理分配，实现多分段，缩小了开关区间距离，达到故障发生后停电区间最小化目的。（注：以往采用断路器最多只能达到三级分段，缙云县供电公司本系统每编组最大可达到10台。）

（2）故障发生后，可在最短的时间内（5秒）确定事故区间，并且将事故区间隔离，对非故障区间实现最短时间内重新供电。（参考：电压时序型系统隔离故障区间随着开关台数增多而延长，缙云县供电公司本系统隔离区间时间与开关台数无关。）

由于相关验证工作取得了非常理想的效果，目前缙云县供电公司正在所属的10kV主线和支线上全面推广应用研究成果。

4.前景展望

线路智能化控制系统利用载波通信方式，将一组开关构成一个信息共享网络，通过系统自身程序自动投运、判定，最终只有与故障区间相邻的开关分闸动作，因此能够适应多级开关串接，实现线路多分段，减少故障停电区间。如若线路智能化控制系统后期能够简化内部结构、降低装置在安装技术方面的要求、缩小整个生产成本投资，那么在目前国内的通信线路状况和上层监控系统技术不是十分成熟，无法完全实现集中控制的条件下，该系统不失为一个电网故障快速区间定位以及就地隔离的解决方案，具有良好的推广应用前景。

参考文献

[1]丁志钢.10kV配电线路故障自动定位与隔离的分析.广东科技，2011年第22期

[2]李智敏等.农网配电线路故障定位和隔离系统的研究与应用.中国新技术新产品，2013年第3期