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摘要：本文针对油田电网的技术需求，主要介绍了一种基于故障指示器技术单相接地故障检测技术和地理信息系统技术的配电线路故障定位系统它能够在故障后的几分钟内在控制中心通过与系统的结合给出故障具体地理位置和故障时间的指示信息帮助维修人员迅速赶赴现场排除故障恢复正常供电，不但大大提高供电可靠性，也可大幅度减少巡线工作量提高工作效率。
关键词：相间短路 单相接地 故障指示器 故障定位
一、引言
采油厂目前共有92条6kV及10kV线路，线路总长度824公里。这些配电线路分布面积广，单条线路长，担负着全采油厂多座计量注水站、油水井的供电任务。由于油田生产性质，分支线路的不断增大，线路的结构愈来愈复杂，加之后续投资力度不够等因素，导致线路故障频繁，一遇事故情况，即使全部人员、车辆全力以赴寻找具体故障所在的分支和故障点，仍需较长时间才能排除故障、恢复送电，给原油生产带来很大影响。
配电系统因为分支线多而复杂，发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。而自动故障定位系统可以自动、高效对短路故障点检测并进行定位，在故障发生后的很短时间内在控制中心给出故障点位置，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，减少了停电时间。
二、故障定位系统原理及组成
1、系统原理
故障定位系统主要用于相间短路故障点的检测，它是在故障指示器概念的基础上发展起来的。电力线路短路故障时，安装在短路故障电流通路上的故障检测探头FD启动，给出红色显示，同时发出一无线调制编码信息，无线发射子站接收到线路上发来的信息后，先解调、解码，再将发射站的地址码信息综合后，再经过编码调制后通过无线发射子站发射出去。安装在监控中心的无线接收总站，接收到子站发来的信息后进行解调，解调后的信息送通讯主站进行解码处理，然后通过RS-232接口，将信号传送给监控中心的计算机，线路故障计算机信息系统将收到的所有含有地址码信息的数据进行综合处理，包括纠错校正逻辑判断运算，对故障通路定位、并在电子地图中标识出来。据此运行维修人员可以直接到故障点排除故障。
2、系统组成及各部分功能说明
该系统由故障检测探头FD、无线发射子站ST、无线中转站RP、无线接收总站BS、监控中心的计算机系统。
（1）故障探头FD安装在架空线、电缆等线路或开关柜的母排上。主要由故障电流检测电路、就地指示部分、数字编码及无线调制发射单元组成。在线路发生相间短路故障时，故障分支上的FD在故障后将被触发，同时将其数字编码信号通过发射单元，以无线电波的方式发射给发射子站。
如下图所示：由1号变红可以判断故障在变电站外，由2号变红可判断故障在干线，由3、4号变红可判断故障在支线，由5号变红，6号未变红可判断故障在5号和6号之间的区段。
（2）发射子站ST一般安装在线路分支点处，它能接收两个分支共6个故障探头的编码信息。发射子站对接收到的无线信息先进行解调解码，再与子站的地址组合，形成成一个包含综合地址码，经过一个与地址码相对应的时间延时后，通过编码电路，送给无线调制及发射单元，以无线电波方式发射出去。发射子站的所有元件安装在一个可户外运行的铁箱中，内部还包括一个免维护的铅酸蓄电池。箱体外部安装一个太阳能电池板，用以给蓄电池充电，并在白天作为工作电源。在夜晚或阴雨天气时，由蓄电池供电。蓄电池在充足电后的情况下，可以维持子站连续20天工作，不需补充能量。每一个发射子站均可以通过拨码开关设定其地址号。
（3）无线接收总站BS的功能是将发射子站及中继站送来的无线信息接收后进行解调、解码，并显示。无线接收总站需架设高架天线，以保证有效地接收数据。解码后的数据送监控中心的计算机系统做进一步处理。
（4）监控中心计算机软件系统的主要作用是搜集通讯主站传送的地址信息，对其进行纠错、校正后，通过拓扑分析和计算找出故障位置及故障通路，最终显示在GIS 的地理背景上。
三、故障定位系统在采油厂的现场应用情况
结合采油厂电网的实际运行情况，我们在纯二变、纯一变6条线路上安装故障探头76只、无线发射子站278台，同时配置无线接收总站、监控中心计算机系统各1台，总费用30万元。
经一段时间的运行检验，故障定位系统的使用效果非常明显。9月25日17时05分，纯二变采一线线过流跳闸，三分钟后，系统自检探测完毕，准确的判断出事故点在55号杆梯接分支，10分钟后事故处理人员赶赴现场，发现该分支14号杆变压器上引线断；卡除后，在17时29分纯北线送电成功。整个过程耗时24分钟，比过去事故处理时间至少缩短了半个小时，事故处理效率明显提高。
四、效益情况
应用故障定位系统后，在线路发生故障3分钟内，就可在控制中心通过计算机自动地显示出故障位置、故障时间等信息，从而使运行、维修人员迅速到达故障地点排除故障。因此该系统确实起到了线路故障时的检测与定位作用，从而大大降低了运行维修人员在线路故障时巡线的工作量，也大量节省了故障处理的时间。与以往相比，原来线路每次发生故障时都要动用10～20人、2～3部车，少则1小时，多则几个甚至十几个小时才能找到并处理故障。而利用该系统后，每次只需2～3人，最多半小时就可将故障处理完毕，极大地提高了事故处理的效率，有效减少了因停电对采油厂造成的生产影响。
关键词：相间短路 单相接地 故障指示器 故障定位
一、引言
采油厂目前共有92条6kV及10kV线路，线路总长度824公里。这些配电线路分布面积广，单条线路长，担负着全采油厂多座计量注水站、油水井的供电任务。由于油田生产性质，分支线路的不断增大，线路的结构愈来愈复杂，加之后续投资力度不够等因素，导致线路故障频繁，一遇事故情况，即使全部人员、车辆全力以赴寻找具体故障所在的分支和故障点，仍需较长时间才能排除故障、恢复送电，给原油生产带来很大影响。
配电系统因为分支线多而复杂，发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。而自动故障定位系统可以自动、高效对短路故障点检测并进行定位，在故障发生后的很短时间内在控制中心给出故障点位置，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，减少了停电时间。
二、故障定位系统原理及组成
1、系统原理
故障定位系统主要用于相间短路故障点的检测，它是在故障指示器概念的基础上发展起来的。电力线路短路故障时，安装在短路故障电流通路上的故障检测探头FD启动，给出红色显示，同时发出一无线调制编码信息，无线发射子站接收到线路上发来的信息后，先解调、解码，再将发射站的地址码信息综合后，再经过编码调制后通过无线发射子站发射出去。安装在监控中心的无线接收总站，接收到子站发来的信息后进行解调，解调后的信息送通讯主站进行解码处理，然后通过RS-232接口，将信号传送给监控中心的计算机，线路故障计算机信息系统将收到的所有含有地址码信息的数据进行综合处理，包括纠错校正逻辑判断运算，对故障通路定位、并在电子地图中标识出来。据此运行维修人员可以直接到故障点排除故障。
2、系统组成及各部分功能说明
该系统由故障检测探头FD、无线发射子站ST、无线中转站RP、无线接收总站BS、监控中心的计算机系统。
（1）故障探头FD安装在架空线、电缆等线路或开关柜的母排上。主要由故障电流检测电路、就地指示部分、数字编码及无线调制发射单元组成。在线路发生相间短路故障时，故障分支上的FD在故障后将被触发，同时将其数字编码信号通过发射单元，以无线电波的方式发射给发射子站。
如下图所示：由1号变红可以判断故障在变电站外，由2号变红可判断故障在干线，由3、4号变红可判断故障在支线，由5号变红，6号未变红可判断故障在5号和6号之间的区段。
（2）发射子站ST一般安装在线路分支点处，它能接收两个分支共6个故障探头的编码信息。发射子站对接收到的无线信息先进行解调解码，再与子站的地址组合，形成成一个包含综合地址码，经过一个与地址码相对应的时间延时后，通过编码电路，送给无线调制及发射单元，以无线电波方式发射出去。发射子站的所有元件安装在一个可户外运行的铁箱中，内部还包括一个免维护的铅酸蓄电池。箱体外部安装一个太阳能电池板，用以给蓄电池充电，并在白天作为工作电源。在夜晚或阴雨天气时，由蓄电池供电。蓄电池在充足电后的情况下，可以维持子站连续20天工作，不需补充能量。每一个发射子站均可以通过拨码开关设定其地址号。
（3）无线接收总站BS的功能是将发射子站及中继站送来的无线信息接收后进行解调、解码，并显示。无线接收总站需架设高架天线，以保证有效地接收数据。解码后的数据送监控中心的计算机系统做进一步处理。
（4）监控中心计算机软件系统的主要作用是搜集通讯主站传送的地址信息，对其进行纠错、校正后，通过拓扑分析和计算找出故障位置及故障通路，最终显示在GIS 的地理背景上。
三、故障定位系统在采油厂的现场应用情况
结合采油厂电网的实际运行情况，我们在纯二变、纯一变6条线路上安装故障探头76只、无线发射子站278台，同时配置无线接收总站、监控中心计算机系统各1台，总费用30万元。
经一段时间的运行检验，故障定位系统的使用效果非常明显。9月25日17时05分，纯二变采一线线过流跳闸，三分钟后，系统自检探测完毕，准确的判断出事故点在55号杆梯接分支，10分钟后事故处理人员赶赴现场，发现该分支14号杆变压器上引线断；卡除后，在17时29分纯北线送电成功。整个过程耗时24分钟，比过去事故处理时间至少缩短了半个小时，事故处理效率明显提高。
四、效益情况
应用故障定位系统后，在线路发生故障3分钟内，就可在控制中心通过计算机自动地显示出故障位置、故障时间等信息，从而使运行、维修人员迅速到达故障地点排除故障。因此该系统确实起到了线路故障时的检测与定位作用，从而大大降低了运行维修人员在线路故障时巡线的工作量，也大量节省了故障处理的时间。与以往相比，原来线路每次发生故障时都要动用10～20人、2～3部车，少则1小时，多则几个甚至十几个小时才能找到并处理故障。而利用该系统后，每次只需2～3人，最多半小时就可将故障处理完毕，极大地提高了事故处理的效率，有效减少了因停电对采油厂造成的生产影响。