几种常见的配电线路故障快速隔离及定位装置
【前言】随着城乡一体化建设的不断深入，户外10kV配电网也迅速得到发展壮大， 过去10kV配网主要采用树状结构，其特点是线路长，分支线多，连接的配电变压器多，结构简单，但可靠性差。在配网故障时，使用故障快速隔离及定位装置有助于调控中心实现故障设备的快速定位并准确隔离，非故障设备快速恢复供电，从而缩小停电范围，提高配网的供电可靠性。
一、装置功能简介
（一）智能开关终端功能
智能开关终端由断路器（配置电动操作机构）、电压互感器及馈线终端（FTU）组成，具备遥测、遥控、遥信功能。当10kV配电线路发生短路故障时，可切断故障短路电流，实现故障区段隔离并向非故障区段转供负荷；同时监控线路正常运行时的电压、电流等全电量遥测值。
（二）故障寻址器终端功能
在10kV分支线路端口安装具有故障报警功能的“一遥”故障寻址器，可显示线路短路、停电特征并通过指示灯告警，见图2；故障寻址器采集信息通过通信终端并以GPRS方式发送至配电线路故障快速隔离及定位系统主站，主站（由中心站、服务器、后台软件等组成）可分析判断短路故障类型、计算定位故障区段，同时将相关信息显示在配电网一次系统接线图上，并推出故障线路提示画面、音响告警以及故障短信发送信息。当10kV线路发生故障后，由调控值班员协同巡线人员迅速查找配电线路故障点，并通过相关智能开关缩小停电范围，提高供电可靠性。
图2 远传型故障寻址器现场安装图
（三）跌落式熔断器在线监测终端功能
在10kV配变跌落开关上安装状态采集模块、通信终端模块，状态采集模块采集的故障信息通过通信终端以GPRS方式发送至配电线路故障快速隔离及定位系统主站，见图3；系统可监视缺相故障，同时可实现告警与短信提醒功能。
图3 跌落开关远程监测终端现场安装图
二、装置配置及实现功能
（一）装置终端配置
1.10kV线路主干线采用FTU终端分段断路器和远传故障寻址器配合方式；分支线路采用配置FTU智能断路器终端和远传故障寻址器相配合的标配方式。
2.在变电站出口处安装故障指示器，可判明站内或站外的故障。
3.对于配电主干线路采用具备FTU的分段断路器终端和故障指示器配合方式，可快速缩小故障区段范围；对于主干分支线路配置具有FTU智能断路器终端和远传故障寻址器的配合方式快速隔离故障；对于二级分支线路采用安装远传故障寻址器和变台跌落式寻址器配合方式实现快速查找故障点的要求。
4.对于电缆线路与架空线连接处，采用安装远传故障寻址器区分故障所在区段。
5.对于重要用户产权分界点、用户专线、用户分支线、用户专变等处安装用户分界断路器及就地故障寻址器，可通过分界断路器和故障指示器动作情况研判故障区域，提高公用线路供电可靠性。
（二）实现功能
1.当10kV线路发生相间短路故障时，变电站出口断路器CB1速断保护动作跳闸，线路中所有智能开关配置的FTU装置将状态信息、遥测量上传至主站系统。
2.变电站出线断路器到故障点之间的故障指示器检测到故障电流，翻牌动作并将故障信息上传至主站系统。
3.主站通过各种信息的汇总分析，确定故障点位置，在系统中发出声音报警及弹图提示，并向相关人员发送短信提醒。见图5。
图5 配网线路发生故障后智能开关和寻址器动作展示图
4.调控值班员遥控拉开故障点前段断路器，完成故障点隔离，并将故障点前的非故障区段恢复送电；如图6。
图6 隔离故障点和恢复非故障线路运行演示图
5.配变跌落开关故障可通过在线监测智能终端将熔断器状态信息上传到主站系统。
（三）装置功能扩展
系统主站对于不同厂家终端设备具有兼容性，具有扩展接口和信息集成功能。
三、典型案例分析
以10kV XX线配变跌落开关引线烧断引发相间短路故障为例：2016年8月9日13时55分，10kV XX线XX开关过流Ⅰ段保护动作，重合成功。当值调度员通过监控发现10kV XX线X号杆分段开关过流保护动作跳闸，随后当值调度员向相关人员发送故障告警短信信息，并通知配抢班班长安排人员对故障区域进行巡视，现场故障寻址器动作情况见图7；巡视人员在68分钟后发现10kV XX线XX号配变跌落开关引线烧断引发相间短路故障（见图8）；16时15分处理故障后XX线恢复送电。
图7 10kV XX线XX号配变跌落开关引线烧断故障
10kV XX线XX号杆故障寻址器动作情况
图8 10kV XX线X号配变跌落开关引线烧断故障现场图片
四、工作体会
通过在挂职工作中对故障快速隔离及定位装置的深入研究和探索，现今的配网线路及电缆设备复杂多样，其投运年限长，在受自然气候及人为外力破坏因素的影响下，极易发生多种不可预警的电力故障。若单依靠人员的巡线和用户投诉发现故障点，再采取传统的人工隔离方式将故障进行隔离，不但会延长线路停电时间，而且极有可能扩大线路停电范围，很难从根本上确保配电网的安全稳定运行。
作者所挂职的县公司所辖10kV配网线路共计80条，总长度为1031.545公里，已投运的智能断路器仅有41台，线路安装量为0.04台/公里，大量安装的故障快速隔离及定位装置为具有故障报警功能的“一遥”故障寻址器，这种装置虽然安装方便，造价低，但由于智能化水平差无法实现遥控操作，还是增加了很多人工成本。相比而言，智能开关具有性能稳定可靠、灵敏度高、可靠性高、成本低的特点。即可节省人工成本，又能增加企业的经济效益，提高供电可靠性和供电服务水平，为提高配电网管理水平和智能电网实施奠定了良好的基础，在配电系统具有良好的推广应用价值。
今后，应将电网项目投资力度和立项范围向智能开关倾斜，增加智能开关的安装台次，极力避免出现改造资金被挤占而造成的配网智能化建设进程落后的现象。
编辑：郑人川 校对：杨忠伟 审核：伏睿
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