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安达市电业局
摘要：电力资源在当代已经成为一种不可的缺少的能源。电力业的发展使得我国广大的农村地带电网的覆盖面积越来越大，然而，由于农村面积大，所以，一旦电网出现故障时，是很难很快的找出故障的地点。而随着人们生活水平的提高，人们对于电力供应的稳定性和安全性的需求也不断提高。如果不及时的找出故障发生的所在地，对于农村人民的用电是很不利的。因此，对于农村35kV配电网单相接地故障的定位技术的研究是十分有必要的。本文主要阐述了配电网故障的综合定位方法以及基于综合法的故障定位装置硬件设计，并对35kV配电网单相接地故障的防范提出了一定的解决措施，以期能够保障农村用电的稳定性与安全性。
关键词：35kV配电网；单相接地；故障；定位技术
人们生活水平的提高以及科学技术的发展进步使得人们所使用的器物都日趋电气化。尤其是农村人民，这种改变更大。因此供电系统的稳定性与安全性关乎着人们的生活。35kV配电网单相接地是农村用电的重要组成部分，因此35kV配电网单相接地故障的定位技术十分重要。因为，农村面积比较大，一旦出现事故若不能及时的定位故障发生地，会对农村人民的生活用电带来很大的不便。因此，我国的电力部门应该加强对35kV配电网单相接地故障的定位技术的研究和重视，从而保障我国农村人民用电的稳定性和安全性。
一.配电网故障的综合定位方法
C型行波法的基本思想是在线路的首端变电站以人工方式向故障线路注入脉冲信号，根据故障点的反射行波确定故障位置（见图1）。图中由装设在线路首端（M点）的故障定位装置检测脉冲信号的发射时刻t1和故障点反射波到达检测点的时刻t2。
交流注入法的原理是在线路的首端变电站向故障相注入信号电流，频率选择60Hz以尽量减少导线分布电容的影响，然后由工作人员手持专用的信号电流探测器查找故障线路和故障点。本文方案为：当线路发生单相接地故障后，首先离线注入高压脉冲信号，根据C型行波法原理确定故障距离和故障点所在区段；然后采用交流注入法精确定位，离线注入特殊频率的电流信号，在遇有分支线路的情况下，离开分支点10m的距离对每一分支进行探测，探测到有信号电流的分支即为有故障的分支线路，沿故障分支继续探测，信号电流的消失点即该分支上的故障点。该流程由计算机自动完成，通过切换开关分别向三相导线注入高压脉冲信号，其中两个非故障相反射波形完全相同，而故障相有明显的故障特征。
二、基于综合法的故障定位装置硬件设计
2.1总体思路
本装置的硬件主要包括2个信号源和1个交流信号电流探测器，信号源分别为高压脉冲信号发生源和交流信号发生源。利用C8051F310单片机实现
了2个信号源的一体化，并能够对其进行智能化控制。硬件系统图见图3，主要包括3分：①单片机及外围系统（即硬件控制部分）；②高压脉冲信号源主回路及驱动回路；③交流信号源主回路及驱动回路。现场实验中发现，对于行波信号的发射系统，注入信号的幅值与定位的有效距离有直接关系。此外，注入脉冲的宽度对定位结果有很大影响。如果脉冲过宽（假设为T），则在T时间内到来的反射脉冲与发射脉冲重叠，检测装置检测到的仍旧是发射脉冲信号，因而不能测出故障距离，出现盲区，且发射脉冲的宽度越宽盲区越大；若发射脉冲过窄，其所含的高频分量越多，在线路上产生的高频损耗也越大，从而使反射脉冲的幅值过小并产生严重畸变，也影响信号的接收。一般而言，定位距离越远，应选择的脉宽越宽。为增大定位的有效距离，将注入脉冲信号的幅值设定在10kV，其脉冲宽度可根据不同线路长度自动改变。我们实现了高压脉冲信号发生源在线可调，而且适应性很强。为了使交流信号电流探测器的检测结果更精确，交流信号源的参数设计为在线调节，可根据A/D采集到的反馈信息调整电流，使电流值始终保持100mA。交流信号电流探测器只对交流信号发生器发出的频率敏感，这样可准确判断故障点。
2.2控制部分的设计
图3虚线框内为硬件控制部分，主要实现对高压脉冲信号电路和交流信号源电路的控制。该部分的设计主要包括控制芯片（C8051F310）、IGBT的控制信号回路、A/D采样的设计和辅助电路的设计。单片机采用美国CYGNAL公司的C8051F310，该器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU芯片[15-16]。C8051F310的ADC0子系统集成了2个25通道模拟多路选择器（合称AMUX0）和1个200k交流–交流的10位逐次逼近寄存器型模数转换器（analog-to-digitalconverter，ADC），ADC中集成了跟踪保持电路和可编程窗口检测器。AMUX0、数据转换方式及窗口检测器都可用软件通过特殊功能寄存器来配置。ADC0可工作在单端方式或差分方式。转换数据在寄存器对ADC0H：ADC0L中的存储方式可以是左对齐或右对齐。本控制器在A/D通道前设计了电流互感器，用于把电流信号转换成电压信号。
结论：本文提出的综合定位法可用于35kV配电网铁塔线路单相接地故障的定位，能有效解决接地电阻小于3k?时的故障定位问题。值得注意的是，因为配电网分支多，线路长，导线分布电容大，存在电容分流现象。当过渡电阻大于3k?时，该方法不是很有效。另外对于水泥杆配电线路的故障定位也还有待进一步研究。
三.故障防范
要切实的保障农村用电的稳定性与安全性，出了要加强35kV配电网單相接地故障的定位技术外，还要加强防范措施。这要求农村电网的维修人员不但要有较强的专业技术，同时还要有一定的责任心，要对35kV配电网单相接地进行定期的检查，对潜在的故障要及时的维修，对有缺陷的设备、或已经老化的设备要进行及时的更换，将电力事故消灭在萌芽状态。总之，35kV配电网单相接地故障的防范在于维修管理人员的技术水平和素质水平，同时还需要电力业相关的一些规章制度来对农村的电网进行有效的管理，从而起到有效的预防作用。
结语：35kV配电网单相接地故障的定位技术是一项是一个难度高、内容复杂、责任重大且具有危险性的一项工作。如果故障的定位技术做得到位，那么，在电力系统出现故障时，也能很好的进行补救，在很大程度上，降低了农村各项财产的损失，给农村人们提供了一定的电力安全保护措施。所以，我国电力业应加大对35kV配电网单相接地故障的定位技术，加强35kV配电网单相接地故障的定位技术的研究和创新，同时更要加强对35kV配电网单相接地故障的定位技术人员的技术培训和素质培训，不断的改进方法解决现有问题，从而为农村人民用电的稳定性提供更大的保证。
参考文献：
[1]宋庆东，唐景付，张爱军.锅炉送风机电机滑动轴承润滑方式的改进[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2010（01）
[2]王磊，马建伟，杨德成，董琳琳.浅谈对热电联产机组经济性的评价分析[J].河南电力.2010（04）
摘要：电力资源在当代已经成为一种不可的缺少的能源。电力业的发展使得我国广大的农村地带电网的覆盖面积越来越大，然而，由于农村面积大，所以，一旦电网出现故障时，是很难很快的找出故障的地点。而随着人们生活水平的提高，人们对于电力供应的稳定性和安全性的需求也不断提高。如果不及时的找出故障发生的所在地，对于农村人民的用电是很不利的。因此，对于农村35kV配电网单相接地故障的定位技术的研究是十分有必要的。本文主要阐述了配电网故障的综合定位方法以及基于综合法的故障定位装置硬件设计，并对35kV配电网单相接地故障的防范提出了一定的解决措施，以期能够保障农村用电的稳定性与安全性。
关键词：35kV配电网；单相接地；故障；定位技术
人们生活水平的提高以及科学技术的发展进步使得人们所使用的器物都日趋电气化。尤其是农村人民，这种改变更大。因此供电系统的稳定性与安全性关乎着人们的生活。35kV配电网单相接地是农村用电的重要组成部分，因此35kV配电网单相接地故障的定位技术十分重要。因为，农村面积比较大，一旦出现事故若不能及时的定位故障发生地，会对农村人民的生活用电带来很大的不便。因此，我国的电力部门应该加强对35kV配电网单相接地故障的定位技术的研究和重视，从而保障我国农村人民用电的稳定性和安全性。
一.配电网故障的综合定位方法
C型行波法的基本思想是在线路的首端变电站以人工方式向故障线路注入脉冲信号，根据故障点的反射行波确定故障位置（见图1）。图中由装设在线路首端（M点）的故障定位装置检测脉冲信号的发射时刻t1和故障点反射波到达检测点的时刻t2。
交流注入法的原理是在线路的首端变电站向故障相注入信号电流，频率选择60Hz以尽量减少导线分布电容的影响，然后由工作人员手持专用的信号电流探测器查找故障线路和故障点。本文方案为：当线路发生单相接地故障后，首先离线注入高压脉冲信号，根据C型行波法原理确定故障距离和故障点所在区段；然后采用交流注入法精确定位，离线注入特殊频率的电流信号，在遇有分支线路的情况下，离开分支点10m的距离对每一分支进行探测，探测到有信号电流的分支即为有故障的分支线路，沿故障分支继续探测，信号电流的消失点即该分支上的故障点。该流程由计算机自动完成，通过切换开关分别向三相导线注入高压脉冲信号，其中两个非故障相反射波形完全相同，而故障相有明显的故障特征。
二、基于综合法的故障定位装置硬件设计
2.1总体思路
本装置的硬件主要包括2个信号源和1个交流信号电流探测器，信号源分别为高压脉冲信号发生源和交流信号发生源。利用C8051F310单片机实现
了2个信号源的一体化，并能够对其进行智能化控制。硬件系统图见图3，主要包括3分：①单片机及外围系统（即硬件控制部分）；②高压脉冲信号源主回路及驱动回路；③交流信号源主回路及驱动回路。现场实验中发现，对于行波信号的发射系统，注入信号的幅值与定位的有效距离有直接关系。此外，注入脉冲的宽度对定位结果有很大影响。如果脉冲过宽（假设为T），则在T时间内到来的反射脉冲与发射脉冲重叠，检测装置检测到的仍旧是发射脉冲信号，因而不能测出故障距离，出现盲区，且发射脉冲的宽度越宽盲区越大；若发射脉冲过窄，其所含的高频分量越多，在线路上产生的高频损耗也越大，从而使反射脉冲的幅值过小并产生严重畸变，也影响信号的接收。一般而言，定位距离越远，应选择的脉宽越宽。为增大定位的有效距离，将注入脉冲信号的幅值设定在10kV，其脉冲宽度可根据不同线路长度自动改变。我们实现了高压脉冲信号发生源在线可调，而且适应性很强。为了使交流信号电流探测器的检测结果更精确，交流信号源的参数设计为在线调节，可根据A/D采集到的反馈信息调整电流，使电流值始终保持100mA。交流信号电流探测器只对交流信号发生器发出的频率敏感，这样可准确判断故障点。
2.2控制部分的设计
图3虚线框内为硬件控制部分，主要实现对高压脉冲信号电路和交流信号源电路的控制。该部分的设计主要包括控制芯片（C8051F310）、IGBT的控制信号回路、A/D采样的设计和辅助电路的设计。单片机采用美国CYGNAL公司的C8051F310，该器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU芯片[15-16]。C8051F310的ADC0子系统集成了2个25通道模拟多路选择器（合称AMUX0）和1个200k交流–交流的10位逐次逼近寄存器型模数转换器（analog-to-digitalconverter，ADC），ADC中集成了跟踪保持电路和可编程窗口检测器。AMUX0、数据转换方式及窗口检测器都可用软件通过特殊功能寄存器来配置。ADC0可工作在单端方式或差分方式。转换数据在寄存器对ADC0H：ADC0L中的存储方式可以是左对齐或右对齐。本控制器在A/D通道前设计了电流互感器，用于把电流信号转换成电压信号。
结论：本文提出的综合定位法可用于35kV配电网铁塔线路单相接地故障的定位，能有效解决接地电阻小于3k?时的故障定位问题。值得注意的是，因为配电网分支多，线路长，导线分布电容大，存在电容分流现象。当过渡电阻大于3k?时，该方法不是很有效。另外对于水泥杆配电线路的故障定位也还有待进一步研究。
三.故障防范
要切实的保障农村用电的稳定性与安全性，出了要加强35kV配电网單相接地故障的定位技术外，还要加强防范措施。这要求农村电网的维修人员不但要有较强的专业技术，同时还要有一定的责任心，要对35kV配电网单相接地进行定期的检查，对潜在的故障要及时的维修，对有缺陷的设备、或已经老化的设备要进行及时的更换，将电力事故消灭在萌芽状态。总之，35kV配电网单相接地故障的防范在于维修管理人员的技术水平和素质水平，同时还需要电力业相关的一些规章制度来对农村的电网进行有效的管理，从而起到有效的预防作用。
结语：35kV配电网单相接地故障的定位技术是一项是一个难度高、内容复杂、责任重大且具有危险性的一项工作。如果故障的定位技术做得到位，那么，在电力系统出现故障时，也能很好的进行补救，在很大程度上，降低了农村各项财产的损失，给农村人们提供了一定的电力安全保护措施。所以，我国电力业应加大对35kV配电网单相接地故障的定位技术，加强35kV配电网单相接地故障的定位技术的研究和创新，同时更要加强对35kV配电网单相接地故障的定位技术人员的技术培训和素质培训，不断的改进方法解决现有问题，从而为农村人民用电的稳定性提供更大的保证。
参考文献：
[1]宋庆东，唐景付，张爱军.锅炉送风机电机滑动轴承润滑方式的改进[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2010（01）
[2]王磊，马建伟，杨德成，董琳琳.浅谈对热电联产机组经济性的评价分析[J].河南电力.2010（04）