故障指示器線路故障定位算法研究與程序設計

劉錫洪

摘 要：配電線路在運行期間會出現很多不同種類的故障和問題，當前檢修人員經常使用故障的指示器裝置的運行原理和定位算法來精準地確定故障發生的具體位置，并且根據其程序設計的具體規劃方案來調節檢修工作的具體策略，憑借先進的技術方法和手段來逐步提升故障處理技術的應用能力和水平。基于此，在處理故障事件和相關問題過程中，要科學使用指示設備，及時發現故障問題并進行精準的定位，這樣有助于盡快排除存在的故障和隱患。

關鍵詞：指示器；故障事件；故障定位

中圖分類號： TM755 文獻標志碼：A

0 引言

故障的定位和測算是配電線路運行維護管理工作中的重點，為了提升定位的精準程度，指示器的應用已經頗為廣泛和普遍。指示器的應用主要依靠其自身所具備的各類功能優勢，充分發揮其定位算法的作用。為了進一步提升故障處理和分析的能力水平，有必要對其程序設計和基本運行原理做一個全面細致的了解和認識，這樣才能在實際的工作中更為合理地應用指示設備和相關器材，并有效防范故障問題，對故障所在位置進行精準定位，以便于排除。

1 故障指示設備精準定位的主要機理

在整個配電線路的分布區域范圍內，故障指示設備要根據其工作特點和運行需求，要布置加裝在規定的線路分系統和分段線路之中，并且要與用戶終端設備的進線位置盡可能靠近，如果配電線路由于某種原因而出現了短路問題，那么在處理這類故障的時候，工作人員就可以根據指示設備發現故障或者異常情況時所傳出的報警信息信號，就可以獲取故障發生的具體位置和定位信息，從而明確故障點和其本身性質種類。在這個過程中，指示設備會迅速生成故障問題的基礎性信息，并且根據規范的編號系統來進一步明確故障發生地點和位置，將這些信息傳輸到基站的控制系統平臺之中，而接下來的定位運算和程序運行就交由基站的控制系統來完成，來深入分析故障的具體情況，明確其具體的發生位置和故障類型，使得指示設備傳回的信息更加完善和精確，以供工作人員做出進一步的檢修和維護舉措。在實際應用中，工作人員也發現指示設備能夠根據其運行機理從而發揮其功能作用，其中的關鍵要點之一就是要將其布置在規定的位置上，且設備的數量和具體分布位置也要依據其定位功能的具體要求和條件來進行科學布控。

2 故障指示設備的定位算法概述

在使用指示設備來分析配電線路運行期間所發生的各類故障問題時，人們對于其精準的定位功能開展了深入的分析和探索，主要針對其定位的具體算法和執行程序進行了分析和研究。其算法的形式之一就是利用配電網絡的構建拓撲模型，根據其構建和規劃特點，利用圖論描述的分析算法，以相關的文獻信息資料作為這種方法的主要理論依據，并結合當前配電網絡的拓撲形態模型來構建其科學、完善的故障分辨矩陣體系，依據矩陣的相關信息和算法特點來進一步明確故障所在的區段，這樣就可以及時采取隔離舉措，工作人員就可以依靠這種算法的結果非常明顯地發現故障所在的區域范圍。另一種算法形式是利用故障本身的有效信息建立起一個類似于數據庫的集合，而且每一臺指示設備都有其固定的編號，利用其編號的排列順序和定位特點，可以在集合中迅速地找到與編號存在獨有對應關系的設備，并且了解到其具體的安裝情況、其型號規格以及所屬的供應廠家，并且依據其編號可以迅速獲取其所在線路系統的具體位置或者區域范圍。在掌握這些信息的基礎上，每一臺指示設備就會獲得一個命名，與其他設備進行區分。基于此，指示設備一旦發現線路中存在故障和隱患，那么它所采集和生成的信息分析結果不僅可以迅速傳遞給控制系統，系統的工作人員還可以及時了解到是哪臺設備傳回的信號，這樣就可以明確哪個線路區域出現了故障或者異常情況。

我們要針對當前配電網的故障定位的算法進行深入分析，就要對故障定位的算法原理進行深入的了解，而明確判斷故障區間所采用的網形結構矩陣是其中的關鍵：

網形結構矩陣D形成了相應的規則，N作為節點網絡，那么在實際的所采用的算法中，節點i的子節點為j，所以Dij=1，否則Dij=0。如果這兩個節點之間存在一條饋線，而且其方向是以i為基準指向j節點，那么相對應的Dij=1，否則即為Dij=0。

因為我們就可以在判斷故障區間范圍和具體位置時利用判斷矩陣P=D+G來進行分析：

其一，Pii=1；其二，應對所有Pii=1的節點j，且j不等于i的情況下，都存在Pij=0。

3 程序設計的功能體現及其實際應用情況

3.1 指示設備的程序設計中的主要功能

為了提升指示設備的定位能力，并進一步提升其準確性和定位的速度，其關鍵在于開展科學合理的程序設計工作，并規劃好其各項功能模塊的分區和分類，以便于發揮其功能作用。在其程序設計和規劃方案中，分為基礎功能層以及應用層，它們各自具備很多功能模塊，進而組成了相關的功能層，執行相關指示和命令，進而實現其功能作用。

基礎功能模塊包括：

（1）多進程管理模塊：根據故障事件啟用和關閉多進程。

（2）遙信合并：按邏輯位置對遙信進行合并。

（3）邏輯位置排序：按邏輯位置對遙信進行排序。

（4）邏輯位置遍歷：按邏輯位置對遙信進行遍歷。

（5）數據庫訪問模塊：對數據庫執行各種查詢。

（6）類型判定：判定故障事件的類型。

（7）故障點判定：判定故事事件發生的位置。

（8）短信發送模塊：調用webservice發送短信。

（9）短信聯系人整理：整理需要發送短信聯系人的人員名單及電話。

（10）故障事件寫入：將故障事件寫人數據庫，通過主站界面可以展示。

應用層模塊包括：

（1）故障定位：通過對上傳故障遙信的分析，對線路的發生的實際故障事件作出整理與判定，得出與之對應的故障類型與故障位置。

（2）故障上送：通過短信等方式將故障事件上送給需要的用戶，以便用戶及時排查故障。

3.2 指示設備內部程序的實際應用情況

配電網絡系統內部存在大量線路，這些線路形成了一個個工作臺區，裝備有大量線路設備，在這種復雜的環境中，一旦某型設備或者某段線路出現了故障問題，也就是檢修工作人員日常工作中經常會遇到的故障事件，此時要對依據故障的特點和性質進行區分和分辨，以此來判別不同的故障種類和其所引發的差異性后果以及影響。當指示設備的內部程序發現故障后被觸發啟動相應的執行命令，就會迅速將生成的信息分析結果傳導檢修人員的終端設備或者控制系統當中，這樣檢修人員就可以在控制系統室或者在室外巡查期間獲得關鍵的故障信息，就可以及時采取相應的科學應對舉措和策略，及時達到故障發生地點開展排查和故障排除工作，其程序發揮的作用顯而易見。

4 運行效果

在線路發生故障后，故障信息經過線路安裝的監測終端反饋到系統中，然后故障定位算法將這些信息整理成故障事件信息，然后通過多種方式轉送給供電所的相關人員。當故障發生后，巡線人員會受到軟件發送的短信，然后巡線人員根據短信內容去現場確認故障并排除故障，目前根據巡線人員核對的故障情況表明，本故障定位算法準確度比較高，能夠節省巡線人員工作強度和工作時間，具有較高的實用價值。

結論

本文分析了故障指示器定位的基本原理，結合其原理和云南電網的實際線路情況設計了一套故障定位算法。當配電線路發生故障時，該算法能夠準確地定位出故障類型和故障位置，并通過短信的形式通知相關人員。這樣大大地縮短了停電時間，減少了巡線人員勞動強度，對提升云南電網配電網故障監測系統的運行和管理綜合水平將起到重要的推動作用。

參考文獻

[1] 陳蕾，莊曉丹，蘇毅方.基于故障指示器信號的配電線路故障定位算法實現[J].中國電業（技術版），2015（8）：61-62.

[2]黃佳樂，楊冠魯.配電網故障區間定位的改進矩陣算法[J].電力系統保護與控制，2014（11）：33-35.