配电线路故障定位技术在电网中的应用

邵诗杰

摘要：我国大部分城市的配电形式为10kV，不同的城市在配电的过程中采用独立发散树状发电或者按照顺讯连接配电。当经济不断发展的过程中，城市的规模和用电需求也在同时增加，配电线路需要面对更加复杂的情况，为保障城市用电的安全和稳定，必须使用相关技术明确配电线路故障的具体位置，基于此，本文以具体的工程案例为基础，探讨在电网中，配电线路故障定位技术的使用。

关键词：配电线路;故障定位技术;电网;应用

1配電线路故障定位技术应用概述

1.1配电线路故障定位技术原理

在电网当中最为常见的问题是线路放电接地的问题。在配电网中，主要采用小电流接地系统，在发生单相接地时可持续运行约2h，运行效率较高，但未接地两相电压将会升高，危及线路绝缘安全。一旦发生两相接地或相间短路，将会导致系统过流跳闸。同时，长期的单相接地也会存在较为明显的安全隐患，在故障检修的过程当中容易危害故障检修人员的生命安全。在传统的故障检修与维修当中，通常将故障点与本线路分开进行检修。智能化的故障定位技术主要是利用配网自动化系统，发挥网络和信息化的综合效应，从而对故障进行智能化的识别，并基于机器的自我迭代和自我更新，发现故障的问题，提供在线监测的数据，方便管理人员根据接地故障进行交换器的更换，从而提高系统运行的稳定性。

1.2配电线路故障定位技术应用的意义

随着我国经济的强势崛起，促进了国内科学领域的研究取得了较大的进步，进而也带动了电力系统研究的飞速发展。安全工作状态的电力系统给现代的都市社会提供源源不断的所需能源，小到个人的日常出行，大到政府能否正常工作运行。一旦电力系统因故障而停止工作运行，那么人们连日常出行的工具都无法正常使用。并且，当配电线路因某种因素而停止工作时，也会给电力系统产生不利的影响。我国的配电线路往往都建造露天的环境中，这也就使得安装在外面的配电线路不可避免的要遭受外界环境变化所带来的不利影响。基于配电线路所遭受到外部环境的各种不好影响的情况，可以推断出配电线路上出现故障的情况较多，进而也会干扰电力系统的正常工作状态。短路故障是配电线路上常常存在并发生的故障类型，一旦线路上出现该故障，就要快速地消除该故障，减少该故障对个人和全体社会的不利影响。因此，准确、快速地判断出故障类型和故障位置，为排除故障奠定了坚实的基础。目前为止，国内外众多专家学者已经提出了多种配电线路故障识别与定位的方法。一旦配电线路上发生故障，首先要能够快速地判别出故障所属的类型，接着确定故障的发生点，为巡检人员消除故障提供便利。当配电线路发生故障时，先采集线路上的故障信息，但是常常在采集过程中采集设备会受到外界因素的影响，如故障点接地电阻大小和噪声干扰。这些特殊的情况严重影响识别与定位准确性，因此，提出一种具有较高抗干扰能力且准确性高的识别方法就变得尤为重要了。

2配电线路故障定位技术在电网中的应用

在配电自动化中，当配电线路上发生故障，首要的任务就是快速查找故障点，通知巡检人员来排除故障，快速地复原电力系统的正常工作运行状态。国内外众多专家学者针对故障定位已经研究几十年了，这些定位算法可以分为以下几种：

2.1人工巡线定位法

在配电线路发生单相接地故障，又没有特殊辅助定位的方法时，人工巡线成为了解决故障的唯一希望，人工沿着配电线路，目测故障指示器的动作位置，进而确定故障发生的位置。但是我国大部分配电线路都是小电流接地故障，电流小、时间短，导致故障指示器的动作受到了限制，因此将很难确定故障发生的位置，在这种局限性的影响下，该种方法逐渐被抛弃。2.2注入法

在配电线路发生故障之后，只需要在变电站母线电压互感器上，使用耦合设备注入特定的电流信号，就可以通过检测线路上的信号情况确定故障发生的线路。具体情况如图1所示。工作人员在探测接地电阻的过程中，充分依照电流流动的特性和具体的方向，当发现信号消失时，该位置就是故障发生点。

2.3阻抗法

有研究利用故障情况下的回路阻抗值与检测点到故障点的位置成正比关系这一特点，来实现故障定位。虽然，阻抗方法易于实现并且定位精度也相对较高。但是，采用阻抗法进行故障定位都假定配电线路上的参数保持恒定不变。在这就与实际情况中，线路参数会受到外界因素影响，不能维持一个定值相冲突。针对故障定位方法在处理故障点电阻较高时，易存在定位偏差的问题，通过对改进传统的定位方程算法，来解决这一问题。通过从配电线路上采集到的故障信号，然后，提出一种利用线路上阻抗的不平衡功率来对配电线路上所有存在的故障类型的定位方法。

2.4行波法

在配电线路中，故障发生位置会出现行波现象，因此，为了快速定位故障出现的位置，可以直接检测行波。相关检测人员在行波的检测装置的帮助下，可以准确检测行波情况并记录在案。当行波检测完毕之后，计算行波从故障点到设备之间的传送距离，进而明确故障发生点的具体位置。在专业技术上，行波法并没有过高的要求，并且使用行波法获得的结果较为精确，检测的结果不受配电线路和电阻的影响。虽然具备很多的优点，但是行波法不具备较强的抗干扰能力，在检测期间，将极容易受到外部的影响，致使检测的结果降低，因此在使用行波法的过程中，要尽可能避免外界对检测工作的干扰。

3配电线路故障定位系统应用

3.1系统构成

故障指示器、数据转发站（通信终端）、监控主站和通信系统。其中通信系统又分为：故障指示器到数据转发站之间的短距离无线通信、数据转发站到监控主站的无线公网通信。在需要判断接地故障时，还需要增加一个外施信号发生装置，用于在接地故障发生时，使得系统产生一个用于故障点探测的特征信号。

3.2模块介绍

（1）故障指示器。在线路发生故障时，故障指示器在现场翻牌并闪灯，同时将故障信息通过短距离无线通信方式发送给附近的数据转发站。一是短路故障检测：故障指示器检测到短路瞬间电流异常增大之后线路停电，指示器给出告警信息。二是单相接地故障检测：当线路上任何一点发生单相接地故障时，装在线路上的外施信号发生装置对故障相施加特定信号，故障指示器检测到该特殊信号后，给出翻牌和闪灯指示，同时发出无线告警信息给附近的数据转发站。（2）数据转发站。数据转发站一般安装在故障指示器附近（一般与指示器同杆，最远不超过15m），接收故障指示器发射的故障信息后以无线公网（短信通信卡）的方式转发给监控主站系统。（3）用户监控信息系统。接收数据转发站转发的信号，判断出故障区间并显示告警，同时发送告警短信给线路设备主人、供电所负责人、生技部主任等相关运维、管理人员。

4结束语

总而言之，故障定位识别技术的应用改变了传统配电网的检修方式，大大提高了供电企业电路检修的效率，降低了成本，保障了维修人员的人身安全。从文章的分析可知，研究故障定位识别技术，在配电网络当中的应用，有利于从技术发展的角度看待目前计算机网络与智慧电网发展的结合。因而要不断推行该种技术，研发适应当前故障定位的可穿戴识别设备，提高故障定位技术应用的范围和效果，为技术人员提供便利。

参考文献

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