10KV架空线路故障定位仪参数整定方法的研究.docx

《10KV架空线路故障定位仪参数整定方法的研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《10KV架空线路故障定位仪参数整定方法的研究.docx（8页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、IOKV架空线路故障定位仪参数整定方法的研究【摘要】随着智能电网建设的蓬勃兴起，带通信的故障定位仪在电网中应用日益广泛。故障定位仪主要是应用在配电线路上，用于快速定位故障位置，达到减少停电时间，提高供电可靠性的目的。故障定位仪是一种新型的配电自动化终端产品，关于该产品相应的国标和技术规范也比较少，因此在其选型和使用过程中存在一定误区。本文以IOKV架空线路为例，分析了故障定位仪的工作原理，并在此基础上阐述设计选型方法和参数的整定办法，对电力设计院、电力公司正确使用该产品具有一定指导意义。【关键词】架空线路故障定位仪电流突法法配电网是城市和农村供电的载体，配电网的稳定性和安全性，直接关系到各个公

2、司和千家万户的供电安全，具有重要的经济价值和社会意义。配电网因为分支多而复杂，在发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。智能电网建设中明确提出可以利用带通信的故障定位仪，实现以故障定位为主的简易型配电自动化建设方案，这种方案具有投资小、建设周期小、实用化程度高等优点，可解决困扰基层电力工作者多年的故障查找的难题，实现“一遥型”智能配网建设。关于故障定位仪，国家电网公司于2010年发布了企业标准配电线路故障指示器技术规范1,规范中提出故障指示器应自动跟踪线路负荷变化情况，自动判定短路故障电流并报警。根据

3、这个技术指导意见，目前国内故障定位仪厂家在设计时，提出了多种故障判定原理，可概括为三类：（1）绝对值法，（2）电流突变自适应法，（3）电流突变法。本文以IoKV架空线路为例，分析了这三类短路故障判断原理的优缺点，在此基础上阐述参数的整定办法，并探讨故障定位仪与配电自动化终端FTU,DTU等设备的配合问题。1故障定位仪短路故障判断原理分析配电线路常见的故障类型之一是相间短路故障，短路故障对配网运行安全影响很大，会引起继电保护设备动作，导致用户失电。相间短路又可分为瞬时性故障和永久性故障，对于瞬时性故障，通常可以通过变电站内重合器的一次重合闸来恢复供电。但是，不管是瞬时性故障还是永久性故障，电力安

4、全操作规程都要求管理部门找到故障位置，排除隐患。故障定位仪判断短路故障的方法有三种，下面逐个分析其优缺点。1. 1绝对值法绝对值法判据是负荷电流大于设定的一个电流值，可以表述为如下判据：It2所设定的启动值；It为线路电流值；所设定的启动值是按照躲过本线路末端的最大负荷电流整定的。只采用一个过电流判据，会使报警的准确性降低，如果线路本身负荷比较大，当线路上有很多大型负载，并同时启动时，绝对值报警很容易动作。而且在线路本身负荷比较小，并且短路电流达不到报警设定值时，存在漏报现象。在此基础上，也有企业增加了故障后线路停电判据，认为真正发生短路故障时，线路保护会动作并切除故障线路，如果只是电流大于定

5、值，而线路未停电，就表示线路没有故障，不报警。如果电流大于定值的同时线路也停电，这时就表示线路发生了短路故障，装置就需报警。该判据可以表述如下：It所设定的启动值；It为线路电流值；It2=0;It2为延时(t2-t)后的电流。这样虽然解决了绝对值报警很容易动作的问题，但还是无法避免线路本身负荷比较小时，可能出现的漏报现象。1.2 电流突变自适应法电流突变自适应法是要求故障定位仪能够根据负荷电流的大小自动调整启动值，在某电力公司设备采购招标技术要求书中，关于短路判据原理描述如下：自动适应负荷电流和变电站出线保护定值,当负荷电流I1150A时，AI2100A；当负荷电流I1150A时，AI212

6、*I1;速断/过流大于150A,延时时间40msT300ms,重合间隔大于0.2S。这种判据的启动值是根据线路负荷电流的不同，动态变化，这个原理比较先进，灵敏度高，但是在实际应用中，这个方法也有明显的局限性，下面举例说明。假设一条线路的运行负荷如图IoKF为变电所速断开关，开关厂开关5为户外柱上开关，GZ1-GZ5为故障定位仪。若GZ4故障定位仪末端有短路故障发生，可能会出现以下几种情况：(1) 80AW短路电流AI(2) IoOAW短路电流AI(3) 160A短路电流AIGZKGZ3、GZ4故障定位仪报警。而指导运行人员查找故障点的，是安装在线路上的故障定位仪的报警指示。在发生第1种情况时只

7、有GZ3故障定位仪报警，通过故障定位逻辑判断，故障点将被定位在GZ3到GZ4/GZ5故障定位仪之间,与实际故障点位置不符，容易混淆运行人员对故障点的预判；在发生第2种故障情况时，运行人员无法在变电所及时发现故障，因最接近变电所的GZ1故障定位仪未报警；在发生第3种情况时，从变电所至故障点沿线的故障定位仪全部报警，确实能准确的定位故障点。目前市面上的故障定位仪部分带有通讯功能，将故障信息及时发回系统主站，系统主站通过逻辑判断，输出准确的故障区段信息。这种实现方式非常好，可在很短的时间内实现故障定位，但其准确率的高低需要故障定位仪的信息支撑，当发生某个故障时，故障定位仪报警的数量越多，系统主站可供

8、参考的数据点也就越多，其准确性也就越高。但在出现以上第1、2种情况时，其可供参考的故障定位仪报警数量只有1到2个，甚至报上来的故障定位仪的点本身就不全面,最终输出的故障区段，其准确性肯定远远达不到预期目标。1.3 电流突变法电流突变法判据是线路正常运行时的突变电流大于设定的一个电流值，可以表述为如下判据：(1) It2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) IRA；I为线路故障后电流值；(3) 0.02sT3s;T为电流突变时间。所设定的启动值是一个突变值，是在线路正常运行时，判断其出现的突变电流，若突变电流大于启动值的同时线路也停电，则报警。还是以图1为例,若所有故

9、障定位仪的设定启动值参数均为300A,线路运行负荷如图1所示,假设GZ4故障定位仪末端有短路故障发生，只会有一种情况发生：300AW短路电流GZ1.GZ3、GZ4故障定位仪报警和绝对值法、电流突变自适应法检测原理相比，电流突变法具有如下优势：(1)不受线路运行负荷的影响。避免线路负荷少时，出现的漏报问题。(2)不受故障电流大小的影响。避免出现误报和报警数量少的问题。(3)故障时，从变电所至故障点沿线所有故障定位仪全部报警，为系统主站的精确定位提供强有力的支持。2故障定位仪使用过程中的若干注意问题2. 1故障定位仪与其他配电终端的配合问题上述综合分析了短路故障判断原理和优缺点，相对而言电流突变法

10、占一定优势，但其中的一个判据线路故障后电流为零，即只有停电线路的故障定位仪才可能报警，涉及到故障线路是部分还是整条线路停电。从故障定位原理来看，当故障时，故障线路上的故障定位仪报警数量越多，故障定位越准确。但当线路真的出现短路故障时，户外柱上开关有自己的一套判断逻辑，下面通过户外柱上开关的基本功能进行分析。户外柱上开关的基本功能主要有：（1）速断保护：当线路电流大于速断定值时，开关动作；（2）过电流保护：当线路电流大于设定值时按定时限定值延时一段时间后，若仍然过流则跳闸。还是以图1为例，在短路故障时，线路负荷电流未达到户外柱上开关速断定值，此时变电所速断开关KF保护动作，全线停电，则从故障点到

11、变电所沿线的故障定位仪全部报警；若在短路故障时，线路负荷电流已达到户外柱上开关速断定值，户外柱上开关及时动作，停电的只是线路的一部分，这样报警的故障定位仪数量会很少，不利于精确定位故障点。为了避免出现无法精确定位的问题，与配电自动化系统配合来确认停电范围，是非常有必要的。这就需要故障定位仪有一个强大的系统主站支持。系统主站在接收到故障定位仪的故障信息后，及时与配电自动化后台确认停电范围，最终输出精准的故障定位信息。2.2 带无线通信的故障定位仪的必要性目前对于架空线路故障点的检测主要有故障定位仪和线路FTU两种方式。采用普通故障定位仪实现线路故障分段定位，问题是没有自动定位功能，配电线路出现故

12、障需要人工沿线查找，增加了故障查找时间和难度2o而利用线路FTU能够实现故障的自动定位和隔离，但线路FTU需与户外柱上开关配合使用，而户外柱上开关只是在一些主要的干线或分支点才会安装，有一定的局限性。针对上述问题，就突出故障定位仪带通讯功能的必要性。带通讯功能的故障定位仪，可以将接地故障、短路故障、断线、停送电等信息综合处理，从而引导工作人员迅速准确找到接地故障点、短路故障点，为提高工作效率、减轻工作人员劳动强度，提供了一种强有力的手段，同时故障信息可以通过短信方式发送传输到供电局生产管理部门负责人、线路维护负责人和线路专工的手机上，能有效提高输配电线路故障检测的自动化和现代化水平，及时为线路

13、安全性能提供科学有效的依据，为电力的输送及减人增效提供条件。2.3 线路负荷变化后的参数整定问题配电网线路的带载能力也不是一直不变的，随着使用年限的不同,其带载能力也是有一定的变化，并且随着城乡电网的大规模改造，配电网的装备水平不断提高，线路运行方式的改变等情况，其线路保护、报警等装置也应作相应的调整，为了应对此项需求，故障定位仪也应具有参数的在线修改功能。3结语为了提高配电线路故障检测的自动化和现代化水平，及时为线路安全性能提供科学有效的依据，为电力的输送及减人增效提供条件，本文从故障定位仪的判断原理、使用需求、使用环境等方面进行综合分析，认为采用电流自适应法，具有参数可在线整定功能、通讯功能的故障定位仪最适用于目前的配电网。参考文献：1国家电网公司.Q/GDW436-2010配电线路故障指示器技术规范.2010.3.18.2何锋，莆田.基于GPRS通讯故障指示器在配网自动化中的应用,海峡科学，2010.