配電線路故障定位技術在電網中的應用

邵詩杰

摘要：我國大部分城市的配電形式為10kV，不同的城市在配電的過程中采用獨立發散樹狀發電或者按照順訊連接配電。當經濟不斷發展的過程中，城市的規模和用電需求也在同時增加，配電線路需要面對更加復雜的情況，為保障城市用電的安全和穩定，必須使用相關技術明確配電線路故障的具體位置，基于此，本文以具體的工程案例為基礎，探討在電網中，配電線路故障定位技術的使用。

關鍵詞：配電線路;故障定位技術;電網;應用

1配電線路故障定位技術應用概述

1.1配電線路故障定位技術原理

在電網當中最為常見的問題是線路放電接地的問題。在配電網中，主要采用小電流接地系統，在發生單相接地時可持續運行約2h，運行效率較高，但未接地兩相電壓將會升高，危及線路絕緣安全。一旦發生兩相接地或相間短路，將會導致系統過流跳閘。同時，長期的單相接地也會存在較為明顯的安全隱患，在故障檢修的過程當中容易危害故障檢修人員的生命安全。在傳統的故障檢修與維修當中，通常將故障點與本線路分開進行檢修。智能化的故障定位技術主要是利用配網自動化系統，發揮網絡和信息化的綜合效應，從而對故障進行智能化的識別，并基于機器的自我迭代和自我更新，發現故障的問題，提供在線監測的數據，方便管理人員根據接地故障進行交換器的更換，從而提高系統運行的穩定性。

1.2配電線路故障定位技術應用的意義

隨著我國經濟的強勢崛起，促進了國內科學領域的研究取得了較大的進步，進而也帶動了電力系統研究的飛速發展。安全工作狀態的電力系統給現代的都市社會提供源源不斷的所需能源，小到個人的日常出行，大到政府能否正常工作運行。一旦電力系統因故障而停止工作運行，那么人們連日常出行的工具都無法正常使用。并且，當配電線路因某種因素而停止工作時，也會給電力系統產生不利的影響。我國的配電線路往往都建造露天的環境中，這也就使得安裝在外面的配電線路不可避免的要遭受外界環境變化所帶來的不利影響。基于配電線路所遭受到外部環境的各種不好影響的情況，可以推斷出配電線路上出現故障的情況較多，進而也會干擾電力系統的正常工作狀態。短路故障是配電線路上常常存在并發生的故障類型，一旦線路上出現該故障，就要快速地消除該故障，減少該故障對個人和全體社會的不利影響。因此，準確、快速地判斷出故障類型和故障位置，為排除故障奠定了堅實的基礎。目前為止，國內外眾多專家學者已經提出了多種配電線路故障識別與定位的方法。一旦配電線路上發生故障，首先要能夠快速地判別出故障所屬的類型，接著確定故障的發生點，為巡檢人員消除故障提供便利。當配電線路發生故障時，先采集線路上的故障信息，但是常常在采集過程中采集設備會受到外界因素的影響，如故障點接地電阻大小和噪聲干擾。這些特殊的情況嚴重影響識別與定位準確性，因此，提出一種具有較高抗干擾能力且準確性高的識別方法就變得尤為重要了。

2配電線路故障定位技術在電網中的應用

在配電自動化中，當配電線路上發生故障，首要的任務就是快速查找故障點，通知巡檢人員來排除故障，快速地復原電力系統的正常工作運行狀態。國內外眾多專家學者針對故障定位已經研究幾十年了，這些定位算法可以分為以下幾種：

2.1人工巡線定位法

在配電線路發生單相接地故障，又沒有特殊輔助定位的方法時，人工巡線成為了解決故障的唯一希望，人工沿著配電線路，目測故障指示器的動作位置，進而確定故障發生的位置。但是我國大部分配電線路都是小電流接地故障，電流小、時間短，導致故障指示器的動作受到了限制，因此將很難確定故障發生的位置，在這種局限性的影響下，該種方法逐漸被拋棄。2.2注入法

在配電線路發生故障之后，只需要在變電站母線電壓互感器上，使用耦合設備注入特定的電流信號，就可以通過檢測線路上的信號情況確定故障發生的線路。具體情況如圖1所示。工作人員在探測接地電阻的過程中，充分依照電流流動的特性和具體的方向，當發現信號消失時，該位置就是故障發生點。

2.3阻抗法

有研究利用故障情況下的回路阻抗值與檢測點到故障點的位置成正比關系這一特點，來實現故障定位。雖然，阻抗方法易于實現并且定位精度也相對較高。但是，采用阻抗法進行故障定位都假定配電線路上的參數保持恒定不變。在這就與實際情況中，線路參數會受到外界因素影響，不能維持一個定值相沖突。針對故障定位方法在處理故障點電阻較高時，易存在定位偏差的問題，通過對改進傳統的定位方程算法，來解決這一問題。通過從配電線路上采集到的故障信號，然后，提出一種利用線路上阻抗的不平衡功率來對配電線路上所有存在的故障類型的定位方法。

2.4行波法

在配電線路中，故障發生位置會出現行波現象，因此，為了快速定位故障出現的位置，可以直接檢測行波。相關檢測人員在行波的檢測裝置的幫助下，可以準確檢測行波情況并記錄在案。當行波檢測完畢之后，計算行波從故障點到設備之間的傳送距離，進而明確故障發生點的具體位置。在專業技術上，行波法并沒有過高的要求，并且使用行波法獲得的結果較為精確，檢測的結果不受配電線路和電阻的影響。雖然具備很多的優點，但是行波法不具備較強的抗干擾能力，在檢測期間，將極容易受到外部的影響，致使檢測的結果降低，因此在使用行波法的過程中，要盡可能避免外界對檢測工作的干擾。

3配電線路故障定位系統應用

3.1系統構成

故障指示器、數據轉發站（通信終端）、監控主站和通信系統。其中通信系統又分為：故障指示器到數據轉發站之間的短距離無線通信、數據轉發站到監控主站的無線公網通信。在需要判斷接地故障時，還需要增加一個外施信號發生裝置，用于在接地故障發生時，使得系統產生一個用于故障點探測的特征信號。

3.2模塊介紹

（1）故障指示器。在線路發生故障時，故障指示器在現場翻牌并閃燈，同時將故障信息通過短距離無線通信方式發送給附近的數據轉發站。一是短路故障檢測：故障指示器檢測到短路瞬間電流異常增大之后線路停電，指示器給出告警信息。二是單相接地故障檢測：當線路上任何一點發生單相接地故障時，裝在線路上的外施信號發生裝置對故障相施加特定信號，故障指示器檢測到該特殊信號后，給出翻牌和閃燈指示，同時發出無線告警信息給附近的數據轉發站。（2）數據轉發站。數據轉發站一般安裝在故障指示器附近（一般與指示器同桿，最遠不超過15m），接收故障指示器發射的故障信息后以無線公網（短信通信卡）的方式轉發給監控主站系統。（3）用戶監控信息系統。接收數據轉發站轉發的信號，判斷出故障區間并顯示告警，同時發送告警短信給線路設備主人、供電所負責人、生技部主任等相關運維、管理人員。

4結束語

總而言之，故障定位識別技術的應用改變了傳統配電網的檢修方式，大大提高了供電企業電路檢修的效率，降低了成本，保障了維修人員的人身安全。從文章的分析可知，研究故障定位識別技術，在配電網絡當中的應用，有利于從技術發展的角度看待目前計算機網絡與智慧電網發展的結合。因而要不斷推行該種技術，研發適應當前故障定位的可穿戴識別設備，提高故障定位技術應用的范圍和效果，為技術人員提供便利。

參考文獻

[1]豆世均，朱永勝，趙姝泓，魏巍，劉洪成，張鑫.基于暫態行波的配電線路絕緣隱患監測及故障定位系統研究[J].電工技術，2020（20）：68-69.

[2]張喜平，基于單端測點的配網多分支配電線路單相接地故障定位技術研究.內蒙古自治區，內蒙古電力，2019-12-31.

[3]王開，王軍，常城，張晶，賈麗璇，趙進全.一種多分支配電線路的故障定位方法[J].吉林電力，2018，46（05）：38-40+43.