探討“行波故測”在配網故障預警與定位中的應用

田 浩 劉 軍 楊 敏

（國網寶雞供電公司）

0 引言

配網具有線路數量多、線路復雜、用戶數量多等特點，在實際運行中，易受到雷擊、大風、樹障、外力破壞、用戶不規范用電等影響，造成故障頻發，單相接地故障率高達50%以上，且故障點十分隱蔽，現場查找困難，導致配網故障處理周期較長，影響供電可靠性。

1 配網故障現狀

1.1 故障處理情況

1）故障頻次高。配網多分布于野外線路長、分支多，電氣設備多且質量參差不齊，頻停頻跳線路多。

2）查找效率低。配網運行環境復雜，缺乏成熟可靠故障定位技術，人工“盲尋”費時費力。

3）故障影響大。配網線路停電導致經濟損失巨大，且故障停電時間長，易遭受用戶投訴撥打意見工單。

1.2 故障查找方法單一

1）人工盲尋。費時費力、時效性差、人身風險高。

2）故障指示器。電流判定，只能區間定位，無法有效識別放電信號。

3）無人機飛巡。一定程度提升巡視效率，僅適用于通道、設備外觀類故障。

1.3 迫切需求

供電單位服務能力要求提升供電可靠性，一線班組人員要求提升故障研判能力、準確定位能力，強化缺陷隱患排查治理。

2 “行波故測”實現三大功能

“行波故測”在配網中應用，創新性地將行波測距技術成熟實用于配電線路，可實現桿塔級故障精確定位，幫助運維人員進行“故障定塔”式巡線，強化缺陷隱患排查治理，可大幅度減少故障查找時間，提升單相接地故障準確定位和快速處置能力，強化線路精益化運維管理水平，提升供電可靠性。能夠實現三大功能。

2.1 配網絕緣隱患監測

準確采集樹障、電纜段故障、臺變等設備故障放電等常見隱患物導致的缺陷放電數據，準確定位放電位置，供運維人員分析線路絕緣薄弱環節，為線路狀態檢修提供指導性依據。具體波形體現在故障前出現放電脈沖簇，然后電弧貫穿兩級形成閃絡圖和擊穿瞬間的行波圖。

2.2 配網接地故障識別

采用電場變化觸發，零序電壓識別，以所有終端故障數據為樣本，通過工頻，暫態以及高頻行波等綜合研判進行接地故障識別診斷，不受中性點接地方式影響，對中性點不接地、消弧線圈接地等線路常見接地故障效果顯著。

2.3 故障精準定位

采用分布式行波在線測量技術，通過故障行波經過相鄰終端的時間差，準確計算故障位置。可實現常見故障包括雷擊、樹障、小動物、高壓設備損壞等的精確定位，也包括缺相的判斷定位。通過測量電流或者電壓行波在測量點與故障點之間的傳播時間確定故障距離，具體定位速度快，不受系統振蕩等因素影響，對于故障點的查找從以前的幾個小時縮短到了十幾分鐘。在已知裝置間距離的情況下，通過行波抵達裝置的時間差，定位故障點位置。

3 應用案例

3.1 接地故障

10kV××線全長29.45km，在城關水泥線主線425號桿塔、507號桿塔安裝了配網行波預警與故障定位裝置，線路結構如圖1所示。

圖1 線路結構圖

1）故障記錄分析如圖2～圖3所示。

圖2 故障時刻監測到的（零序）電流波形

圖3 故障時刻監測到的（零序）電壓波形

2）故障點行波精確定位如圖4所示。

圖4 故障時刻高頻放電行波波形

3）系統診斷結果：10kV××線發生接地故障，故障相為A相；通過雙端定位原理計算故障點位于水泥線主線#425桿塔小號側（變電站方向）；由于線路出口未安裝定位終端，因此無法判斷故障的具體的位置，只能確定故障可以在#425桿之前，或者是受同母線其他線路影響。

4）巡線結果為10kV××線#289桿A相瓷瓶炸裂，斷線接地。

3.2 短路故障

10kV××線全長26.2km，在主線3號桿塔、62號桿塔、127號桿塔；新段家壩支線1號桿塔；段家壩支線1號桿塔；堰溝支線2號桿塔；劉家灣分支線2號桿塔；新立支線27號桿塔；李家坪#18分支線2號桿塔安裝了配網行波預警與故障定位裝置，線路結構如圖5所示。

圖5 線路結構圖

1）故障記錄分析如圖6～圖7所示。

圖6 故障時刻監測到的（零序）電流波形

圖7 故障時刻監測到的（零序）電壓波形

2）故障點行波精確定位如圖8所示。

圖8 故障時刻高頻放電行波波形

3）系統診斷結果：如圖8所示，距離故障點最近的兩套設備為××主線#62桿塔與主線#127桿塔的終端，通過雙端定位分析，計算得出故障點位于××主線#62桿塔與主線#127桿塔之間，距離××主線#62桿塔大號側1443m，在主線#86桿塔附近發生短路故障，故障相為AB相。

4）巡線結果為××主線#85號桿小動物造成AB相短路。

4 應用成效

1）提升工作效率基于桿塔級故障精確定位。運維人員能夠第一時間得知故障點，直接到達現場，減少了故障查找和巡視的大量時間，減少了人力物力。

2）減少停電時間“故障定桿”式巡線，大幅度減少故障查找及處置時間，快速找到故障后可以快速送電，起到良好的經濟效益和社會反響。

3）降低巡線安全風險故障精確定位，減少了巡視和故障查找，減少人員和車輛路途奔波，大大降低了安全風險，尤其是夜間或者惡劣天氣的時候。

4）降低跳閘率監測線路的瞬時性放電并定位，能夠事前排除一些“缺陷”，避免了“隱蔽性”故障誘發的重復跳閘。

5）故障類型和造成原因預判更加準確。根據波形突變特性和配網運行經驗相結合可以進行類型和原因的研判。

5 結束語

“行波故測”在配網故障預警與定位中的應用，有效降低基層班組巡視的工作量，縮短了巡視時間，能降低故障巡視、故障查找的風險，能有效提高配網的供電可靠性，對配網的供電可靠性指標的保證，以及故障查找效率的提升有著較大促進作用。下一步，還可以創新研發一二次融合“行波故測”柱上開關，在故障預警與定位的基礎上實現配網自愈。