朱超飞
海宁市金能电力实业有限公司 ， 浙江 海宁314400
摘要：由于科技不断进步，经济不断增长，使电量消耗越来越大，为此使电力系统能够稳定供电就变得非常重要，必须保证电力系统稳定运行。要想使电力系统稳定运行，就必须确保配电网良好，因为配电网是电力网和用户相连的关键，一旦配电网发生异常，就会影响用户的用电情况，所以必须保证电力供应稳定。因此，本文就着重对10kV配网故障定位及在线监测系统展开了探究，找出普遍存在的故障原因，并对故障定位系统展开了优化，希望给配网故障定位带来帮助。
关键字：10kV配电网；故障定位；在线监测
一、配网故障的定位方法
（一）配网网络组成
电力系统主要为四部分构成，分别为：发电部分、输送部分、变电部分以及配电部分。其中配电网主要是与客户连接的，既是电力系统当中最复杂的部分，又是极为关键的部分，会影响到用户的用电安全与质量，对经济发展有着很大影响，所以必须高度重视。通常配电网的网架构造能够体现出配电网的可靠性与安全性。配电网的网络组成主要为：电源、网架和线路开关设备等等。网架形式有三种，分别为：电缆式、架空线路式、电缆和架空线路混合式。现阶段常用的接线形式有两个，即单电源辐射式接线和双电源手拉手式接线。
（二）配电网故障分类
对于10kV配电网来说，主要故障为四个，分别为：单相接地故障、两相短路故障、两相接地短路故障和三相短路故障。首先，单相接地故障。该故障发生原因是由于单相导体和大地相连，一般出现于潮湿和多雨的环境中，属于最多的配电网故障。其次，两相短路故障。该故障发生原因是由于三相供电系统的某两相导体发生了短路，此故障会导致电气设备和元件发生损坏。再次，两相接地短路故障。该故障发生原因是由于中性点不接地系统的某两相出现单相接地情况而导致的短路。最后，三相短路故障。该故障发生原因是由于ABC三相于同一处发生短接，此故障出现率很低，不过伤害非常严重，主要由人员操作不当导致。
（三）配网故障定位原理
首先，“一遥”故障定位原理。在该原理中主要用的设备为故障指示器，其可自动识别故障电流。目前，大部分故障指示器只能定位短路故障，还有一些新型的故障指示器既能定位短路故障，又能定位单相接地故障。通常故障指示器会安装于配电线路的分支点与用户进线的线路处，这样出现故障的时候，故障指示器就能立即反应，进而可以迅速定位故障地点以及类型。其次，“二遥”故障定位原理。此原理是在“一遥”故障定位原理之上增加了负荷电流、开关状态遥信等属性，可以很大程度上达到多配网设备运行需要的条件，而且还不用对一次设备实施改变，投资还少，非常适合用在无法改变的环网柜、箱式变压器和配电房电缆线路设备中。
（四）故障定位系统结构
故障指示器属于一种指示信号显示的设备，能够直接安于配电线路上，具有很多作用，如收集和处理电压、电流，识别故障，自动复位控制等等。当故障指示器运行以后，其能够一直运行数小时，甚至数十小时，而且故障指示器还能够借助通信技术把故障情况传至监控处。通常故障定位系统结构为：具有通信功能的故障指示器、配电终端设备、监控主站以及通讯系统，因此可以良好监管负荷电流以及运行状态，充分达到了配网自动化的基本需求。
三、10kV配网故障定位及在线监测系统设计
（一）设计方案
配网故障定位系统运行机理为：通过线路的实时电流数据得到零序电流相位差，从而定位出故障的类型以及地点。当线路发生故障时，监测终端会借助无线网将故障发送至监控站上，这时监控站会根据电流数据得到故障的地点。
在此设计的故障定位系统带有分布监控与集中管理等优势，一旦故障终端收到故障信号，就会立即经过GPRS无线通讯技术送至监控中心以及维修人员的手机上，可通过GIS上位机直接显示故障处，良好节省了故障位置调查时间，充分增大了维修效率。
（二）系统硬件设计
第一，nRF24L01通讯模块。为了实现有效的通讯，便使用了nRF24L01无线射频收发模块，因为nRF24L01采用的是ISM频段收发芯片，所以能够有效切换频道，非常容易封装。第二，故障检测模块。在此主要通过电流变化来判断故障情况，将电流传感器收到的信息发送到“浮动电压比较器”上，以展开故障检测。通常情况下，输出电压比较器是不会改变输出信号的，但要是发生短路时，输出信号就会变化。另外，该设计不用大量的阀值，仅把收集的信号和阀值相比较即可，就能得出线路发没发生故障。第三，GPRS/GSM通信模块。GSM通信模块的传播速度为9.6kb/s，GPRS是在GSM基础上得到的，其传播速度最快可高达171.2kb/s；故障检测运用的是nRF24L01无线射频通信模块，通过nRF24L01可将各个子机所接受的故障信息发送至母机上，然后母机进行汇总，再借助MC35远程通信模块和以及GPRS/GSM通讯模块实现通信功能。在此主要把MC35作为远程GPRS通信模块，因为其具有蜂窝式的射频技术，能够实现数字及模拟两大效果。对于通讯模组，主要采用的是光电耦合设备TLC521以及电能供应装置，通过电气形式隔离两级线路，从而减少对其余器件作用。
（三）系统软件设计
经过不断完善系统软件设计，能够促使硬件更加的优化和完善，从而使故障定位及在线监测系统运行更加稳定和可靠。在此选用了TM320F2812的DSP芯片，该系统软件处理数据能力更强，能够良好用于工业领域。此系统软件是于CCS3.3环境中运行的，所以其能够兼容C++、C编程语言。其中C语言是种高级语言，执行率非常强；C++是对象化的，所以就能把C语言和汇编语言相混合，以达到各种系统的要求。为了良好的修改和完善，还要需要模块的编程构建。
四、总结
通过上述内容可知，在线检测系统非常的有效，只要线路发生短路和接地情况，其就能准确的定位故障处，并立即将故障情况发送至监测站和维修人员手机上，既能快速维修故障，又很大程度的节约了时间，使维修效率显著提升。因为电力系统以及智能电网还在不断的完善和优化，所以配网自动化建设非常的重要，应当不断的探究和完善，使得配网自动化水平更高，性能更强，功能更全，从而使用电更加稳定和安全。由此可见，对10kV配网故障定位及在线监测系统的研究非常重要，其发展前景极其的广阔。
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