智能配网故障快速定位方法研究

陈炳灿

摘要：智能配网具有自身的特征与特点，实际运行过程中难免出现故障问题，对此必须对故障进行科学定位。文章首先分析了智能配网的特点，然后分析了配网的主要故障类型与成因，以及智能配网故障快速定位的方法。

关键词：智能配网；故障快速定位方法；电力系统；故障指示器；智能技术 文献标识码：A

中图分类号：TM711 文章编号：1009-2374（2016）35-0001-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.001

智能配网规模大、分布范围广，同其他类型电缆交织交错在一起，要想有效排查故障问题，就必须学会运用科学的故障定位技术和方法，积极掌握并运用现代化的智能技术、自动化技术等，实现对配网系统故障的高效定位。

1 智能配网特征分析

智能配电网具有自身的性质与特征，不同于普通的配网系统，实际运行中体现出以下特征：第一，较强的自我恢复能力，智能配网鉴于智能化技术、现代科技等的运用，使得其实际运行中具有一定的自动化运转、状态恢复等功能，从而提高系统运行的稳定性；第二，较强的安全性，智能配网在智能化技术的支持下，能够更好地安全运行，提高安全运转工作效率；第三，支持电力电能资源等的投入，智能电网具有更大的资源、能源容量，能够容纳更广阔的电能资源；第四，智能配网可以实现自动化、可视化运营与管理，而且能实现同用户之间的协调、互助与沟通，增进了供电企业与客户间的交流与协作，同时智能配电网逐步实现了现代化、信息化、智能化等的管理。

2 配网的主要故障与成因

配网线路内部，任何一条线路、设备等发生故障都将影响配网整体安全。结合日常的检查工作经验，大体总结出以下配网故障分类：

2.1 单相接地故障

单相接地故障为最常见的故障。此类故障成因是：市区道路两侧有着多种障碍物，例如树木、其他通信线路等，配网线路与这些障碍性线路无规则缠绕，则导致了单相接地故障。中性点非直接接地时，若发生单相接地故障，可能导致非故障相电压急剧上升，如果未能在第一时间解决并处理故障问题，则可能导致绝缘击穿问题，造成短路。

2.2 两相或三相短路

在外部作用力的干扰与影响下，配网系统将出现两相短路电流，如果未能及时隔离开来，则可能导致线路灼烧以及出现大范围断电现象，会影响客户正常用电，对应的三相短路则指的是配网系统中A/B/C相于相同位置出现了短接现象，进而出现了较为严重的短路电流，通常来说三相短路都是外界人为破坏造成。

3 智能配网故障快速定位技术与方法

3.1 重合器与分段器配合下的故障定位

通常来说，如果配网结构为辐射式结构、环网开环状等，则适合于采用重合器与分段器配合运行的方法。具体的定位原理为：配网系统某一部位出现故障问题后，配置于线路上的重合器则将发挥自动化监督、检测功效，可以主动监测到故障电流，并发出故障跳闸动作，在此基础上自动重合电闸。分段器具备智能化作用，能够自动化识别并记录下重合闸的闭合、断开的具体次数，进而依照程序中相关命令，规范重合器的运行，按照规范的次数来进行闭合。整个配网系统中，重合器、分段器处于协调配合、相互辅助支持运行状态。一些短暂性故障，重合器跳闸首次发出重合动作以后，配网线路则会自动化恢复供电；相反，如果是长期的永久性故障，就会发出闭锁动作，不会重合，在这一阶段分段器会自行分闸与闭锁，重合器与分段器相互配合最终将故障问题隔离开来。随着重合器的反复分合操作，配网系统的其余电气设备将自行阻断故障，这样无论是重合器还是分段器都将再次重新回归复位状态，重合器分闸、合闸次数达到整定状态，用来继续防范未来的故障。

从以上分析可以看出，重合器与分段器的相互配合能够达到对配网故障的高效、高速定位、隔离等功能与功效，实际运用过程中证明，不仅操作简单、方便运行，而且能够实现自动化高效定位。经过大量的实践运行得出，该故障定位方法也存在某种问题和缺陷：第一，定位范围过大，需要调动多项电气设备；第二，重合器的反复闭合、断开将为配网带来某种冲击性影响，遇到大型故障问题时，由于重合器反复分合操作，将出现冲击性、破坏性电流，电流负荷如果过大，则可能上升至负荷的极限值，从而烧毁线路。

3.2 故障指示器定位法

将故障指示器配置于配网系统，不失为一种科学的故障定位方法，该指示器能用来采集电流与电压，能科学监测、判断配网系统中存在的故障问题，同时也能对故障信号加以指示、监督与复位，具体的结构图如图1所示：

故障指示器一般通过空间电场电位来收集配网系统的电压，通过电磁感应的方式来采集电流，凭借分析电压以及电流的实际变化情况等来具体剖析故障类型。若判定故障为短路性骨折，将自行发出标识与指令，依托于通讯系统将信号、信息等向主站传输，故障指示器的运行原理图如图2所示：

观察以上原理图可以看出，假设S为故障指示器、F为短路故障点，这就意味着从F到变压器中间流经了故障电流，这样该线路的一切指示器S1/S2/S3/S4/S5等都将有短路电流，这样故障指示器将发出信号、信息，其中只有S7/S8未有短路电流，无法发出动作，根据这种逐步排查、逐步深入的方式就能对应定位故障点。

3.3 故障指示器的实际应用

故障指示器实际运用中通常是根据电流大小来做出反映，实际使用前先设定动作值Id，随着指示器的运转，会逐渐监测、检查出配网线路中电流值，当发现电流I>Id，而且该电流超时运行，也就是其运行时间T>Td，就可以被定为故障性电流。这其中Id的具体设定值大小尤为关键，一般要在线路的极值电流以上，也就是通过过电流的方式来达到故障检测与定位的目标，然而由于配网系统在不断地运行，系统故障后对应的动作值也将发生动态变化，这其中就涉及到Id值调整的问题，以此来防范误动、拒动等现象。

自适应型故障指示器主要用来监测、检查配网系统的电流动态变化情况，当配网系统出现故障，电流将迅速上升，保护跳闸后，对应的电压Uc与Ic都将变成0。由此可见，自适应故障指示器能够参照故障电流所设定的整定值来对应分析并排查故障，排除与切断故障所需时间分别为T1、T2，故障的判别通常以下面的公式为判断依据：

ΔI>Ib T1≤ΔT≤T2 Uc=Ic=0

依托于上面的理论分析可以看出，故障指示器发出动作通常和故障分流量大小密切相关，而且能够自动化适应线路负荷电流，电网的运转模式做出变化后，整定值依然保持不变，这样就控制了故障指示设备误动作、拒动等问题。

故障指示器能够用来科学监测出智能配网中的单相接地故障，可以将动态阻性负载设置与接地变压器中，具体如图3所示：

通过观察图3可以看出，如果配网线路出现单相接地故障，中性点中有电压偏转、偏移现象时，如果控制性设备能够监测出此偏移电压，如果其数值高出整定值，同时也对应延续一个时段，这样故障区域范围内则可能出现特别的信号，故障指示器将指示这一信号，同时向主站发出信号，对应发现故障点的位置。

4 结语

智能配网故障快速定位系统能够有效发挥故障定位作用，是借助于现代化智能定位技术、系统等的定位，能够确保及时发现故障问题，进而及时采取措施来解除这一问题，维护智能配网的安全。

参考文献

[1] 杨俊起.基于GPRS的配网故障定位及隔离方法研究与实现[D].三峡大学，2013.

[2] 袁钦成.配电系统故障处理自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2012.

[3] 齐郑，高玉华，杨以涵.配电网单相接地故障区段定位矩阵算法的研究[J].电力系统保护与控制，2012，23（12）.

（责任编辑：黄银芳）