淺談配電網在線故障的定位方法

摘 ?要：隨著我國配電網建設的不斷發展，使得配電網結構愈加復雜，故障也頻頻發生，對社會用電造成了一定的影響。本文首先對10kV配電網線路所具備的特點進行了介紹，然后對目前所使用的在線故障定位方法進行了闡述，最后分析出了在線檢測定位系統所具有的優勢。

關鍵詞;配電網;故障定位

在線檢測

1 10kV 配電網線路特點

在本文中，主要研究的是10kV配電網在線故障的檢測定位方法，對于10kV配電網而言，其主要含有以下三個特點：

1）具有大量的分支線路，非常復雜的網絡結構。對于10kV配電網而言，因為其具有大量的分支線路，并且在分支線路上又會形成更多的分支，使得信號得到了大量的衰減。就算是能夠對故障反射波進行檢測，但是也只是能夠將故障點的距離長度提供出來，同時符合這個距離的點有很多，真正發生故障的那個點卻僅存在一個，所以難以對故障點實現有效的辨別。

2）接地電阻的阻值較大，對于10kV桿塔而言，所使用的材料大部分都是石灰桿，如果形成了接地的話，那么因為存在著環境電壓等一系列因素所導致的影響無法得到零數值，所產生的是非常大的接地電阻。對于配電網而言，在發生了單相接地故障以后，信號就會減弱了，別的一些信號非常容易把其淹沒掉，因此較大的接地電阻的影響會直接影響到故障點的定位。

3）配電網長度較長，對地電容非常大。對于10kV配電網而言，其線路非常長，一些配電網可能有上百公里。把交流信號注入到對地電容里面能夠達到一種分流的作用，線路的長度越長，那么對地電容也就越大，從而產生非常大的分流，所以需要電流信號越小的話，那么定位相對來說就會更困難。

2 故障在線檢測定位方法

1）阻抗法。這種方法是根據出現故障的時候所測量出來的電流和電壓大小計算故障回路的阻抗，并且通過線路長度與阻抗大小之間所存在的一種正比關系，估測出故障點的距離。通過算法能夠把阻抗法分成單端數據以及雙端數據。利用精確分布參數模型來進行雙端數據測距算法的計算，應持續的對數據進行完善。而對于單端數據測距算法而言，其需要對單側的電流以及電壓進行測量。

2）行波法。這種方法的原理是利用行波和故障距離之間的一種正比關系，對故障點的位置進行定位，目前這種方法分為以下幾種：

第一種方法的原理是利用到一種現代行波故障測距技術，通過故障暫態所生成的行波得出雙端測距的大小，在配電網的線路內部發生故障的時候，會形成行波的初期浪涌，在這個浪涌到配電網線路的兩個測量點的時候，就能夠得到兩者之間的一個時間差，通過這個時間差就能夠對故障點的距離進行測量。

第二種方法中所利用到的行波是線路出現故障的時候斷路器進行合閘所生成的暫態行波，同樣是利用行波的時間差進行計算，在這個方法中，一個關鍵的點就是通過重合閘進行高壓電的傳輸，其能夠避免測距失敗的情況出現。

第三種方法需要測量的故障點所生成的行波到達配電網線路兩端的時間之差。通過第一個行波到達兩個端點的時間進行計算，所以在這個方法里面只要得到第一個行波的波頭就可以了，不需要考慮反射的問題，并且行波而形成比較大的幅值，很好進行辨別。

第四種方法與第三種方法相類似，只是測量的是單端。在配電網線路發生故障的時候，對于故障點而言，其和母線間的電流以及電壓在來回進行反射，通過行波和故障點間的往返一次的時間以及行波的波速能夠對故障點的位置進行定位。

3）智能配電網自動化故障定位方法。隨著配電網相關技術的不斷發展，SCADA技術在配電網故障定位中不斷進行應用。所應用的最多的就是通過配電網饋線繼電保護，以及配電網網絡的拓撲分解，從而形成一種線路的矩陣關系，最終利用算法進行故障點的定位。

3 配電網故障在線檢測定位系統的優勢

1）在線取電。對于常規的故障指示器而言，其是利用電池來取電，同時需進行防水，所以必須實施灌膠處理，這樣電池就沒有辦法拿出換新，缺點就是使用年限不是很長，通常在一年左右。而對于在線檢測定位系統而言，其所使用的是新型材料，當處于10A的情況下，能夠使用0.5W功率，同時重量只有常規的1/6。而互感器能夠實現智能化測量電網的功率以及本身所消耗的能量大小，使得輸入功率比使用功率大很多。在配電網功率較為缺乏的時候，可以將設備上面的輔助模塊關閉，使得用電量得到大幅度節約。

2）可實現故障的更新判斷。對于接地故障而言，其有一個容性回路，高頻成分更容易通過。因此，在接地故障里面一般會具有很多的暫態成分。通過過流速斷定值法和電流突變法以及接地暫態電流測量法針對于接地以及短路進行檢測，能夠得到更為準確的判斷。

3）組網更加方便。對于當前所使用的網絡形式而言，均是通過GPRS實現數據集中器、后臺、集中數據器以及故障指示器后臺之間的通信，同時通過短距離無線通信的方式，使得故障指示器與集中數據器實現數據連接。將故障指示器以及集中數據器的信息輸入至服務器里面，便實現了自動組網。

4）能夠精準的測量出負荷電流。把導磁金屬配置于電纜上面，在導磁金屬處于閉合狀態的時候，其能夠形成一個感應電流，假如把導線綁在金屬上面，同時遵循右手螺旋準則的話，便可以形成電壓，通常將這個導磁金屬和導線稱之為感應架。

5）實現配電網線路檢測運行環境的建立以及升級。在故障指示器的節點里面安裝上溫度傳感器，這樣就能夠在線路上面實現實時的監測;對于后臺的服務器而言，將需要進行更正的動態參數通過集中數據器傳輸到故障指示器里面，這樣就完成了參數的修改以及升級的目的。

結語

由于近些年來配電網規模的不斷提升，針對于用戶而言，所提出來的電能可靠性要求也越來越多，所以配電網的自動化建設得到了很大的重視。對于配電網的自動化而言，其中的一個主要研究熱點就是配電網故障的在線定位，本文主要對配電網在線故障定位系統進行了介紹，能夠看的出來，其能夠有效的減少配電網的故障率，在配電網的故障定位中起到了重要的作用。

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作者簡介：

林培鈿（1995—），男，漢族，籍貫：廣東汕頭，職稱：學生，研究方向?：電氣工程及其自動化。

（作者單位：韓山師范學院）