故障指示器线路故障定位算法研究与程序设计

刘锡洪

摘 要：配电线路在运行期间会出现很多不同种类的故障和问题，当前检修人员经常使用故障的指示器装置的运行原理和定位算法来精准地确定故障发生的具体位置，并且根据其程序设计的具体规划方案来调节检修工作的具体策略，凭借先进的技术方法和手段来逐步提升故障处理技术的应用能力和水平。基于此，在处理故障事件和相关问题过程中，要科学使用指示设备，及时发现故障问题并进行精准的定位，这样有助于尽快排除存在的故障和隐患。

关键词：指示器；故障事件；故障定位

中图分类号： TM755 文献标志码：A

0 引言

故障的定位和测算是配电线路运行维护管理工作中的重点，为了提升定位的精准程度，指示器的应用已经颇为广泛和普遍。指示器的应用主要依靠其自身所具备的各类功能优势，充分发挥其定位算法的作用。为了进一步提升故障处理和分析的能力水平，有必要对其程序设计和基本运行原理做一个全面细致的了解和认识，这样才能在实际的工作中更为合理地应用指示设备和相关器材，并有效防范故障问题，对故障所在位置进行精准定位，以便于排除。

1 故障指示設备精准定位的主要机理

在整个配电线路的分布区域范围内，故障指示设备要根据其工作特点和运行需求，要布置加装在规定的线路分系统和分段线路之中，并且要与用户终端设备的进线位置尽可能靠近，如果配电线路由于某种原因而出现了短路问题，那么在处理这类故障的时候，工作人员就可以根据指示设备发现故障或者异常情况时所传出的报警信息信号，就可以获取故障发生的具体位置和定位信息，从而明确故障点和其本身性质种类。在这个过程中，指示设备会迅速生成故障问题的基础性信息，并且根据规范的编号系统来进一步明确故障发生地点和位置，将这些信息传输到基站的控制系统平台之中，而接下来的定位运算和程序运行就交由基站的控制系统来完成，来深入分析故障的具体情况，明确其具体的发生位置和故障类型，使得指示设备传回的信息更加完善和精确，以供工作人员做出进一步的检修和维护举措。在实际应用中，工作人员也发现指示设备能够根据其运行机理从而发挥其功能作用，其中的关键要点之一就是要将其布置在规定的位置上，且设备的数量和具体分布位置也要依据其定位功能的具体要求和条件来进行科学布控。

2 故障指示设备的定位算法概述

在使用指示设备来分析配电线路运行期间所发生的各类故障问题时，人们对于其精准的定位功能开展了深入的分析和探索，主要针对其定位的具体算法和执行程序进行了分析和研究。其算法的形式之一就是利用配电网络的构建拓扑模型，根据其构建和规划特点，利用图论描述的分析算法，以相关的文献信息资料作为这种方法的主要理论依据，并结合当前配电网络的拓扑形态模型来构建其科学、完善的故障分辨矩阵体系，依据矩阵的相关信息和算法特点来进一步明确故障所在的区段，这样就可以及时采取隔离举措，工作人员就可以依靠这种算法的结果非常明显地发现故障所在的区域范围。另一种算法形式是利用故障本身的有效信息建立起一个类似于数据库的集合，而且每一台指示设备都有其固定的编号，利用其编号的排列顺序和定位特点，可以在集合中迅速地找到与编号存在独有对应关系的设备，并且了解到其具体的安装情况、其型号规格以及所属的供应厂家，并且依据其编号可以迅速获取其所在线路系统的具体位置或者区域范围。在掌握这些信息的基础上，每一台指示设备就会获得一个命名，与其他设备进行区分。基于此，指示设备一旦发现线路中存在故障和隐患，那么它所采集和生成的信息分析结果不仅可以迅速传递给控制系统，系统的工作人员还可以及时了解到是哪台设备传回的信号，这样就可以明确哪个线路区域出现了故障或者异常情况。

我们要针对当前配电网的故障定位的算法进行深入分析，就要对故障定位的算法原理进行深入的了解，而明确判断故障区间所采用的网形结构矩阵是其中的关键：

网形结构矩阵D形成了相应的规则，N作为节点网络，那么在实际的所采用的算法中，节点i的子节点为j，所以Dij=1，否则Dij=0。如果这两个节点之间存在一条馈线，而且其方向是以i为基准指向j节点，那么相对应的Dij=1，否则即为Dij=0。

因为我们就可以在判断故障区间范围和具体位置时利用判断矩阵P=D+G来进行分析：

其一，Pii=1；其二，应对所有Pii=1的节点j，且j不等于i的情况下，都存在Pij=0。

3 程序设计的功能体现及其实际应用情况

3.1 指示设备的程序设计中的主要功能

为了提升指示设备的定位能力，并进一步提升其准确性和定位的速度，其关键在于开展科学合理的程序设计工作，并规划好其各项功能模块的分区和分类，以便于发挥其功能作用。在其程序设计和规划方案中，分为基础功能层以及应用层，它们各自具备很多功能模块，进而组成了相关的功能层，执行相关指示和命令，进而实现其功能作用。

基础功能模块包括：

（1）多进程管理模块：根据故障事件启用和关闭多进程。

（2）遥信合并：按逻辑位置对遥信进行合并。

（3）逻辑位置排序：按逻辑位置对遥信进行排序。

（4）逻辑位置遍历：按逻辑位置对遥信进行遍历。

（5）数据库访问模块：对数据库执行各种查询。

（6）类型判定：判定故障事件的类型。

（7）故障点判定：判定故事事件发生的位置。

（8）短信发送模块：调用webservice发送短信。

（9）短信联系人整理：整理需要发送短信联系人的人员名单及电话。

（10）故障事件写入：将故障事件写人数据库，通过主站界面可以展示。

应用层模块包括：

（1）故障定位：通过对上传故障遥信的分析，对线路的发生的实际故障事件作出整理与判定，得出与之对应的故障类型与故障位置。

（2）故障上送：通过短信等方式将故障事件上送给需要的用户，以便用户及时排查故障。

3.2 指示设备内部程序的实际应用情况

配电网络系统内部存在大量线路，这些线路形成了一个个工作台区，装备有大量线路设备，在这种复杂的环境中，一旦某型设备或者某段线路出现了故障问题，也就是检修工作人员日常工作中经常会遇到的故障事件，此时要对依据故障的特点和性质进行区分和分辨，以此来判别不同的故障种类和其所引发的差异性后果以及影响。当指示设备的内部程序发现故障后被触发启动相应的执行命令，就会迅速将生成的信息分析结果传导检修人员的终端设备或者控制系统当中，这样检修人员就可以在控制系统室或者在室外巡查期间获得关键的故障信息，就可以及时采取相应的科学应对举措和策略，及时达到故障发生地点开展排查和故障排除工作，其程序发挥的作用显而易见。

4 运行效果

在线路发生故障后，故障信息经过线路安装的监测终端反馈到系统中，然后故障定位算法将这些信息整理成故障事件信息，然后通过多种方式转送给供电所的相关人员。当故障发生后，巡线人员会受到软件发送的短信，然后巡线人员根据短信内容去现场确认故障并排除故障，目前根据巡线人员核对的故障情况表明，本故障定位算法准确度比较高，能够节省巡线人员工作强度和工作时间，具有较高的实用价值。

结论

本文分析了故障指示器定位的基本原理，结合其原理和云南电网的实际线路情况设计了一套故障定位算法。当配电线路发生故障时，该算法能够准确地定位出故障类型和故障位置，并通过短信的形式通知相关人员。这样大大地缩短了停电时间，减少了巡线人员劳动强度，对提升云南电网配电网故障监测系统的运行和管理综合水平将起到重要的推动作用。

参考文献

[1] 陈蕾，庄晓丹，苏毅方.基于故障指示器信号的配电线路故障定位算法实现[J].中国电业（技术版），2015（8）：61-62.

[2]黄佳乐，杨冠鲁.配电网故障区间定位的改进矩阵算法[J].电力系统保护与控制，2014（11）：33-35.