数学执本与率用
地面供电线路故障
定位及负荷监测系统在矿并中的应用
李开达
(落安矿业集团五阳煤矿山西长治046000)
应用研究
摘要：文章通过对供电线路数障定位及负荷监测系统功能的介绍、改障定位系统在矿并供电中的重要性,观有的款障定住装置的局限性；重点介绍供电线露故障定位及负荷监测系统组成及在矿并中应用的优点、研究、试验方法和技术露线，实施应用效果
关键词：供电线露故障定住负荷监测矿并
中图分类号：TM711
文献标识码：A
1供电线路故障定位及负荷监测的重要性
文冀编号:1007-9416(2014)09-0109-0
运行温度和导线垂度不同，提高导线允许的最高温度就可以提高线
现阶段35kV以下(含)配电系统深入负荷中心，其供电可靠性、经济运行直接给煤矿带来了可观的经济和社会效益，因此，配电网故障检测，负荷监测和快速查找故障越来越受到煤矿供电部门的重视。配电线路分布广、分支多、结构复杂，当系统发生了短路或者接地故障以后，供电人员只能区分是邮条出线发生了故障，而要找到具体的故障位置往往需耗费大量人力，物力和时间，也造成了很多经济损失。尤其是煤矿企业，损失更大。当然，有部分电力线路安装广故障指示器，在一定程度上可以指导巡线人员查找故障，但是这些传统的故障指示器原理往往比较简单，大多用模拟电路来做，测量精度不高，故障检测不可靠，更不能在线修改故障判据，不能实现信号远传和远程负荷监测，而采用新技术新工艺设计的新型故障指示器能够大大提供故障检测准确性和自动化水平。此系统已应用于我矿35kV以下(含配电线路的故障检测、定位和负荷监测，它帮助运行人员快速查找故障点、实时监测线路负荷，最大限度地保证供电安全和可靠性
2国内外发展现状及趋势
我国在变电站接地故障选线和配电网的故障检测方面研究较早，先后研制出了接地选线装置和短路故障指示器，这些装置投人运行后，取得了良好的效果。国外发达国家在故障测距方面做了很多努力，也取得了一定的成效。不过，以上技术和装置均有一定的局限性。
接地选线装置：只适用于变电站内部选线，不能定位出故障点的具体位置。短路故障指示器：只能检测配电线路的短路故障，不能检测接地故障，只能由邀线人员到现场去看是否有故障指示，不能把动作信号和当前负荷电流发送到调度系统。故障测距装置：只适用于结构相对简单的配电线路和长距离输电线路，需要停电和离线操作，并且价格昂责。我矿经过充分考察和论证，决定采用地面供电线路故障定位及负荷监测系统，
本项目核心技术为国内外首创。这些技术主要包括：用故障指示器来实现负荷电流和线路电压的在线监测。故障指示器从高压导线取电，以获得短距离通讯能量。用最新调频技术实现短距离无线通讯。
3实施后效果及优点
该项目实施以后，可以实现架空线路短路和接地故障检测、本地指示.动作信号通过SMS远传到主站SCADA系统，指示器同时具备线路电场电压和负荷电流的测量功能，测量数据通过GPRSDTU 远传到主站SCADA系统
主要优点有：用故障指示器来实现负荷电流和线路电压的在线监测，故障指示器从高压导线取电，以获得短距离无线通讯能量。用最新低功耗调频技术实现短距离无线通讯。利用太阳能取电和SMS(GSM短信).GPRS数据通讯。线路运行温度监测一动态增容：本系统还具有导线运行温度监测功能。导线运行温度是35kV供电线路安全运行的一个重要指标，在不同的季节，相同的负荷电流引起的导线
收移日期：2014-0928
路的输送能力，即实现动态增容。
4采用的研究、试验方法和技术路线（包括工艺流程）
4.1故障指示器
(1)硬件：采用最新发布的业界微功耗单片机C8051F9xX，并采用具有专利技术的超低功耗A/D信号采样和CC1100无线调频通讯技术。(2)短路故障检测程序：短路故障判据采用速断过流法。由于煤矿的主要负荷就是大型电动机负荷，所以不采用传统的故障检测方法。速断过流法采用行业标准的继电保护算法，需要人工在线整定速断、过流定值和延时，原则上按照变电站出口保护定值的0.9倍鉴定，优点是可以灵活解决拒动和误动情况，缺点是增加了维护工作量。(3)接地故障检测程序：安装在线路上的故障指示器通过信号采样，会检测到信号源发出的有规律的电流脉冲，从而给出接地故障指示，同时发出无线编码信号到附近安装的通讯终端上。
4.2通讯终端
(1)结构和工艺：采用全户外不锈钢合金箱壳，内部再用全密封塑料外壳将线路板、通讯模块和SIM卡保护起来，以避免出现防水、防凝露和高低温问题，(2)硬件：单片机采用微功耗C8051F9xX，短距离无线通讯模块采用CC1100，远程无线通讯模块采用西门子TC35 GSMMODEM或者MC39IGPRSDTU，太阳能取电方案采用5W 太阳能电池板，后备电源采用1.3Ah/12V胶体电池(SMS通讯终端）和7.2Ah/12V胶体电池(GPRS通讯终端)。(3)短距离无线通讯程序：每台通讯终端根据实际需求配置若干只故障指示器，每只故障指示器带2字节地址。通讯终端与故障指示器、通讯终端与主站都采用标准的IEC60870-5-101通讯协议，取消偶校验。
4.3主站前置机
采用无人值班的工业计算机板卡PC104模块，自带内存芯片，配CF卡，预装WINDOWSXP简化版操作系统和前置通讯软件。
4.4信号源
采用变电站PT柜结构，内置高压接触器、高压熔丝和高压电阻外置信号源控制器.控制输出为信号周期和占宽比可调的PWM调制信号。
4.5经济、社会效益及推广应用前景
故障定位系统的应用，为煤矿供电系统提供保障，确保了煤矿生产的正常衔接，克服了传统故障定位装置的局限性，不仅减轻了外线检修工的劳动强度，而且在出现故障能够及时定位故障地点，
保证快速、高效的处理好故障，恢复正常供电。 5结语
五阳煤矿首次采用供电线路故障定位及负荷监测系统，在矿井供电系统中运行效果良好。从改造完成后至今的6个月时间里，供电线路故障定位及负荷监测系统运行情况良好同时操作简单，方使，定位及处理故障所用时间短。由此证明，供电线路故障定位及负荷监测系统值得对各个矿井全面大力推广。
作者简介：季开达(1987一),男，山西运城人,本科,学士学位,毕业于山西大同大学,助理工程师研究方向：矿山机电、供电方向研究
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