1、接地及短路故障指示器和故障定位系統(tǒng)廣東東安電力工程有限公司廣東東安電力工程有限公司潘禾生潘禾生44328102QQ.COM概述1、故障指示器：一種安裝在配電線路上指示故障電流通路、故障指示器：一種安裝在配電線路上指示故障電流通路的智能裝置。的智能裝置。2、批量安裝故障指示器是一種、批量安裝故障指示器是一種最實用的配電自動化方案最實用的配電自動化方案3、 特點：準確、穩(wěn)定、可靠、可帶電裝卸、自動復位、特點：準確、穩(wěn)定、可靠、可帶電裝卸、自動復位、免維護。免維護。配電系統(tǒng)故障點檢測和故障定位1、短路故障指示器原理和應用工作原理按工作原理分類按工作原理分類按工作電源分類按工作電源分類按卡線結構分類按

2、卡線結構分類按指示方式分類按指示方式分類故障指示器系列SFI-2x SFI-2x 系列故障指示器系列故障指示器SFI-3x SFI-3x 系列故障指示器系列故障指示器 普通導線型普通導線型 SFISFIxAxA系列系列母排型母排型 SFISFIxBxB系列系列電纜型電纜型 SFISFIxCxC系列系列絕緣導線型絕緣導線型 SFISFIx xD系列系列面板型：面板型： SFISFIx xP系列系列按卡線結構分類按工作電源分類旋轉指示旋轉指示LEDLED發(fā)光指示發(fā)光指示開關觸點指示開關觸點指示指示方式分類架空線型故障指示器架空線型故障指示器電電纜纜型型故故障障指指示示器器母排型故障指示器母排型故障

3、指示器故障指示器應用故障指示器應用變電站出線變電站出線高壓用戶入口高壓用戶入口長線路分段長線路分段電纜分支箱的進出線電纜分支箱的進出線環(huán)網接線開環(huán)運行系統(tǒng)環(huán)網接線開環(huán)運行系統(tǒng) 2、故障指示器的最新發(fā)展（1）單相接地故障檢測和接地故障指示器 單相接地故障檢測方案方案（2）故障信號遠傳、故障自動定位系統(tǒng)（1 1）單相接地故障檢測、選線）單相接地故障檢測、選線和定位技術的研究和定位技術的研究現(xiàn)有方法的局限性 大多數方法要測零序電流或零序電壓或比較各出線的計算結果，這些方法不適合在線路上（特別是架空線路）使用，只能在變電站選出線，不能在線路上定位故障點；.適合各種方式的中性點非直接接地系統(tǒng)適合各種方式

4、的中性點非直接接地系統(tǒng).能直接定位故障分支和故障點能直接定位故障分支和故障點.定位準確性較高，最好在線檢測定位準確性較高，最好在線檢測.充分利用現(xiàn)有成果充分利用現(xiàn)有成果.性價比好，投資費用用戶可接受，可大量性價比好，投資費用用戶可接受，可大量 推廣。推廣。單相接地故障檢測新方法的研究 故障時在變電站中性點（或接地變的中性點，無中性點時可接在母線上）的動態(tài)阻性負載信號源自動短時投入, 在變電站和現(xiàn)場接地點之間產生特殊的小的信號電流（最大不大于40A），變電站出線和線路分支點處安裝的接地故障指示器，檢測這個電流信號，可自動動作指示，達到指示故障的目的系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成：信號源裝置+故障檢測裝置變電

5、站智能中阻接地法變電站智能中阻接地法 Intelligent Medium Resistor earthed method接地信號源消弧線圈接地變Arc suppression coil Earthed Transformer Earthed Signal Source接地故障檢測(信號源接在母線上)主變接地點EFS-2信號源FI-3A故障指示器接地故障點AC220VLN78變電站PT654123CBAN故障指示正常指示 故障發(fā)生后：故障發(fā)生后：（1）電阻信號源延時投入；（）電阻信號源延時投入；（2）變電站出線的故障）變電站出線的故障指示器指示出故障出線（指示器指示出故障出線（k號指示器動作）

6、；（號指示器動作）；（3）選）選線裝置自動顯示和記錄故障出線（線裝置自動顯示和記錄故障出線（4）線路上故障通路線路上故障通路上的的故障指示器上的的故障指示器k1-k3自動翻牌，給出紅色指示。自動翻牌，給出紅色指示。單相接地指示器工作原理（1） 不僅可以選線，且可直接定位到故障分支和故障點（2） 動態(tài)阻性負載信號裝置在故障后延時投入，保證了消弧線圈可以發(fā)揮消弧作用，保證從而瞬時性故障可以自動消除。（3） 永久性接地故障時在變電站短時投入阻性接地負載，不但可以產生可供檢測的信號電流，而且有利于消除諧振過電壓。（4） 不影響系統(tǒng)安全運行，在發(fā)生接地后,阻性負載只短時接入，不會對運行設備產生任何不良影

7、響。（5）障指示器具有經濟實用、使用方便、全戶外免維護等優(yōu)點，可批量安裝，產生較好的經濟效益和社會效益。本方案特點本方案特點在現(xiàn)場運行的單相接地檢測系統(tǒng)已經有100多套。運行情況良好。實例：在2003年12月在廣西欽州安裝了兩套故障定位系統(tǒng)，到05年共發(fā)生17次接地故障，16次準確的指示接地故障區(qū)段。只有一次是10kV線路斷線，電源側線的斷點在桿上沒有接地，負荷側線掉在地上接地?，F(xiàn)場運行情況現(xiàn)場運行情況戶外式信號源裝置戶外式信號源裝置戶外式信號源裝置戶外式信號源裝置出廠前嚴格、科學的測試出廠前嚴格、科學的測試故故障障指指示示器器自自動動測測試試控控制制臺臺故障指示器在生產測試過程中故障指示器在

8、生產測試過程中規(guī)規(guī)模?；a產(2) CR-FLS 型型無無線線通通信信故故障障自自動動定定位位系系統(tǒng)統(tǒng) 短路故障翻牌顯示模擬短路故障翻牌顯示模擬 GSMGSM通信網通信網 短路故障無線傳輸模擬短路故障無線傳輸模擬 GSMGSM通信網通信網 接地故障翻牌顯示模擬接地故障翻牌顯示模擬 GSMGSM通信網通信網 接地故障信息處理過程 GSMGSM通信網通信網系統(tǒng)構成 探頭 接地故障探測信號源 子站 中心站 主站架空探頭 探測短路和接地信號 利用翻牌給出故障指示 利用無線信號傳輸故障信息 無線發(fā)射頻率419MHz 66位加密碼，有效防止誤動 工作溫度：-45C85C架空系統(tǒng)故障指示器安裝示意圖正

9、常狀態(tài)動作狀態(tài)架空子站 接收探頭發(fā)射的故障信息調制的無線信號并進行解調 對解調后的信號進行解密計算并判斷是否正確 將故障信息以短消息的方式發(fā)送給主站系統(tǒng) 定期報告子站運行狀態(tài) 對后備電源的充放電進行管理架空子站架空系統(tǒng)指示器和子站配置示意圖 FI FI FI FI FI ST ST ST FI 監(jiān)控主站 中心站 GSM 網絡 架空系統(tǒng)子站安裝示意圖電纜系統(tǒng)故障指示器電纜系統(tǒng)故障指示器3、FI-3P1O /3P2O2、EFI-CT-1 EFI-CT-21、SFI-2C1O 特點特點1、用光纖傳輸信號，實現(xiàn)一次和二次完全隔、用光纖傳輸信號，實現(xiàn)一次和二次完全隔 離，離，確保設備及人身安全。確保設備

10、及人身安全。 2、SFI-3P1O3P2O故障指示器上設有發(fā)光管顯故障指示器上設有發(fā)光管顯示故障信號，同時具有有觸點信號輸出端，給示故障信號，同時具有有觸點信號輸出端，給FTU或通信終端提供故障狀態(tài)信號，實現(xiàn)故障或通信終端提供故障狀態(tài)信號，實現(xiàn)故障信息遠傳。信息遠傳。3、發(fā)光信號可定時自動復位兼有手動復位。、發(fā)光信號可定時自動復位兼有手動復位。4、設自檢按鈕，可隨時檢查、設自檢按鈕，可隨時檢查SFI-3P1O故障指示故障指示器的工作狀況。器的工作狀況。5、短路故障檢測探頭無需設置動作值，自動跟蹤、短路故障檢測探頭無需設置動作值，自動跟蹤負荷電流負荷電流 ，方便實用，有效避免拒動和誤動，方便實用

11、，有效避免拒動和誤動特點比較電纜子站電纜子站（通信終端）主要功能電纜子站（通信終端）主要功能 I/OI/O接收：接收：接收面板顯示其或者光電轉換器發(fā)過來的故障編碼信息。 GSMGSM發(fā)送：自備手機模塊，自動發(fā)送：自備手機模塊，自動向中心站發(fā)送故障編碼信息 狀態(tài)匯報：按設定時間間隔自動匯報子站工作狀態(tài)，確認子站處于正常運行狀態(tài) 電源電源：采用CT取電裝置以線路電流為工作電源（有交流電時以市電為工作電源），帶有儲能裝置保證故障停電時的信息可以可靠發(fā)送 通信接口：RS232接口，支持101協(xié)議，可以功能擴展和自動化升級電纜子站參數 裝置尺寸:高寬厚=430mm265mm135mm 裝置重量8Kg 額

12、定工作電源 FLS-ST/C :AC220VAC220V20% FLS-ST/C: CTCT原邊電流大于10A 整機靜態(tài)功耗0.04W 整機最大功耗8W 開入量12路, 開入量輸入脈沖寬度不小于500毫秒 GSM模塊E-GSM/GPRS 900/1800 雙頻帶SIM卡 電源3.5V 后備電池型號SAFT LSH14 3.6V（li-soci2）電纜系統(tǒng)指示器和子站配置示意圖環(huán)網柜 環(huán)網柜 SFI3只E F I -CT-2子站故障指示器和子站安裝示意圖中心站 通過GSM接收子站發(fā)送的故障信息 對收集信息進行分類處理 判斷故障信息是否收集完全 對故障信息進行存盤和顯示 向主站匯報故障信息 轉發(fā)故

13、障信息電纜型指示器和子站安裝示意圖子站指示器中心站功能 實現(xiàn)通信管理和數據集中功能。它向下與各個子站通信，負責收集現(xiàn)場探頭的故障信息，向上與主站通信，傳送所收集的數據。具備基本的通信連接、協(xié)議轉換、信息收集、緩存和處理功能。具備與第三方軟件接口的功能。中心站配置 采用32位高性能微處理器,主頻88MHz WINCE實時嵌入式多任務操作系統(tǒng)，使系統(tǒng)具有較強的信息處理能力和事件響應能力 ， 4個光隔離串口,一個10M以太網口，便于與其他系統(tǒng)互連 GSM通信盒 具有兩級軟硬件看門狗，確保系統(tǒng)工作穩(wěn)定故障定位系統(tǒng)中心站主站 集GIS（地理信息系統(tǒng)）和MIS（管理信息系統(tǒng)）于一體，它既可用來實時監(jiān)測配電

14、網絡狀態(tài)和故障，并自動確定故障位置，便于電路的維護和事故搶修，又可用來對配電網設施進行管理，便于設施信息的錄入、查詢和統(tǒng)計 主站 實時搜集故障指示器動作信息和網絡拓撲數據實時搜集故障指示器動作信息和網絡拓撲數據 故障指示器的動作信息和網絡拓撲數據的一致性原則 故障通路和故障點的查找故障通路和故障點的查找 糾錯和補漏糾錯和補漏 GISGIS支撐平臺支撐平臺 將故障點發(fā)給中心站將故障點發(fā)給中心站 配電網圖形編輯配電網圖形編輯 創(chuàng)建和修改配電網網絡圖,包括電力線路、桿塔、開關、變電站、開閉所和故障指示器故障信息顯示系統(tǒng)特點 采用GSM進行通信，省去了用戶的通信通道投資費用和通信系統(tǒng)維護費用 架空子站

15、（通信終端）采用太陽能電池作為主電源，電纜系統(tǒng)采用CT （或市電）供電，省去了PT安裝，減少了投資，也減少了故障隱患 系統(tǒng)可以實現(xiàn)工廠化生產，減少現(xiàn)場通信調試工作 系統(tǒng)既可以自成體系，可獨立運行，也可與GIS和DMS系統(tǒng)互連，實現(xiàn)數據共享系統(tǒng)特點-續(xù) 子站采取特殊的低功耗設計，使等候功耗僅為12mW 完善的主站容錯軟件，使系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障時，依然能夠正確判斷故障位置，并防止誤報 GIS支撐環(huán)境，使故障可以進行直觀的顯示 可靠的子站和中心站系統(tǒng)，即使在主站不能正常工作的情況下，也可以保證信息不被丟失 強的抗惡劣環(huán)境性能，探頭和子站可以在-30C70 C的環(huán)境下正常工作工程實例 廣東中山供電局故障定位系統(tǒng)第一期規(guī)模： 通信子站： 500臺，安裝在配電房和開關站 電纜型帶面板指示器：1000多組（31000 只），帶遠傳觸點 就地指示的指示器：2500只 主站和通信管理機：3套 系統(tǒng)發(fā)展和升級方案 第一步：實現(xiàn)故障指示器的當地顯示和面板顯示 使用現(xiàn)有故障指示器 第二步：實現(xiàn)故障指示器的遠程自動定位。 通過安裝基本型通信終端和中心站及主站實現(xiàn)。通信終端具有GPRS通信軟件的升級功能、通信擴展板（箱）接口功能系統(tǒng)發(fā)展和升級方案（續(xù)） 第三步：增加電流量監(jiān)測功能，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的兩遙功能 在需要測量電流的線路安裝具有電流測量功能的電流測量探頭或新型