浅谈配电网在线故障的定位方法

摘  要：随着我国配电网建设的不断发展，使得配电网结构愈加复杂，故障也频频发生，对社会用电造成了一定的影响。本文首先对10kV配电网线路所具备的特点进行了介绍，然后对目前所使用的在线故障定位方法进行了阐述，最后分析出了在线检测定位系统所具有的优势。

关键词;配电网;故障定位

在线检测

1 10kV 配电网线路特点

在本文中，主要研究的是10kV配电网在线故障的检测定位方法，对于10kV配电网而言，其主要含有以下三个特点：

1）具有大量的分支线路，非常复杂的网络结构。对于10kV配电网而言，因为其具有大量的分支线路，并且在分支线路上又会形成更多的分支，使得信号得到了大量的衰减。就算是能够对故障反射波进行检测，但是也只是能够将故障点的距离长度提供出来，同时符合这个距离的点有很多，真正发生故障的那个点却仅存在一个，所以难以对故障点实现有效的辨别。

2）接地电阻的阻值较大，对于10kV杆塔而言，所使用的材料大部分都是石灰杆，如果形成了接地的话，那么因为存在着环境电压等一系列因素所导致的影响无法得到零数值，所产生的是非常大的接地电阻。对于配电网而言，在发生了单相接地故障以后，信号就会减弱了，别的一些信号非常容易把其淹没掉，因此较大的接地电阻的影响会直接影响到故障点的定位。

3）配电网长度较长，对地电容非常大。对于10kV配电网而言，其线路非常长，一些配电网可能有上百公里。把交流信号注入到对地电容里面能够达到一种分流的作用，线路的长度越长，那么对地电容也就越大，从而产生非常大的分流，所以需要电流信号越小的话，那么定位相对来说就会更困难。

2 故障在线检测定位方法

1）阻抗法。这种方法是根据出现故障的时候所测量出来的电流和电压大小计算故障回路的阻抗，并且通过线路长度与阻抗大小之间所存在的一种正比关系，估测出故障点的距离。通过算法能够把阻抗法分成单端数据以及双端数据。利用精确分布参数模型来进行双端数据测距算法的计算，应持续的对数据进行完善。而对于单端数据测距算法而言，其需要对单侧的电流以及电压进行测量。

2）行波法。这种方法的原理是利用行波和故障距离之间的一种正比关系，对故障点的位置进行定位，目前这种方法分为以下几种：

第一种方法的原理是利用到一种现代行波故障测距技术，通过故障暂态所生成的行波得出双端测距的大小，在配电网的线路内部发生故障的时候，会形成行波的初期浪涌，在这个浪涌到配电网线路的两个测量点的时候，就能够得到两者之间的一个时间差，通过这个时间差就能够对故障点的距离进行测量。

第二种方法中所利用到的行波是线路出现故障的时候断路器进行合闸所生成的暂态行波，同样是利用行波的时间差进行计算，在这个方法中，一个关键的点就是通过重合闸进行高压电的传输，其能够避免测距失败的情况出现。

第三种方法需要测量的故障点所生成的行波到达配电网线路两端的时间之差。通过第一个行波到达两个端点的时间进行计算，所以在这个方法里面只要得到第一个行波的波头就可以了，不需要考虑反射的问题，并且行波而形成比较大的幅值，很好进行辨别。

第四种方法与第三种方法相类似，只是测量的是单端。在配电网线路发生故障的时候，对于故障点而言，其和母线间的电流以及电压在来回进行反射，通过行波和故障点间的往返一次的时间以及行波的波速能够对故障点的位置进行定位。

3）智能配电网自动化故障定位方法。随着配电网相关技术的不断发展，SCADA技术在配电网故障定位中不断进行应用。所应用的最多的就是通过配电网馈线继电保护，以及配电网网络的拓扑分解，从而形成一种线路的矩阵关系，最终利用算法进行故障点的定位。

3 配电网故障在线检测定位系统的优势

1）在线取电。对于常规的故障指示器而言，其是利用电池来取电，同时需进行防水，所以必须实施灌胶处理，这样电池就没有办法拿出换新，缺点就是使用年限不是很长，通常在一年左右。而对于在线检测定位系统而言，其所使用的是新型材料，当处于10A的情况下，能够使用0.5W功率，同时重量只有常规的1/6。而互感器能够实现智能化测量电网的功率以及本身所消耗的能量大小，使得输入功率比使用功率大很多。在配电网功率较为缺乏的时候，可以将设备上面的辅助模块关闭，使得用电量得到大幅度节约。

2）可实现故障的更新判断。对于接地故障而言，其有一个容性回路，高频成分更容易通过。因此，在接地故障里面一般会具有很多的暂态成分。通过过流速断定值法和电流突变法以及接地暂态电流测量法针对于接地以及短路进行检测，能够得到更为准确的判断。

3）组网更加方便。对于当前所使用的网络形式而言，均是通过GPRS实现数据集中器、后台、集中数据器以及故障指示器后台之间的通信，同时通过短距离无线通信的方式，使得故障指示器与集中数据器实现数据连接。将故障指示器以及集中数据器的信息输入至服务器里面，便实现了自动组网。

4）能够精准的测量出负荷电流。把导磁金属配置于电缆上面，在导磁金属处于闭合状态的时候，其能够形成一个感应电流，假如把导线绑在金属上面，同时遵循右手螺旋准则的话，便可以形成电压，通常将这个导磁金属和导线称之为感应架。

5）实现配电网线路检测运行环境的建立以及升级。在故障指示器的节点里面安装上温度传感器，这样就能够在线路上面实现实时的监测;对于后台的服务器而言，将需要进行更正的动态参数通过集中数据器传输到故障指示器里面，这样就完成了参数的修改以及升级的目的。

结语

由于近些年来配电网规模的不断提升，针对于用户而言，所提出来的电能可靠性要求也越来越多，所以配电网的自动化建设得到了很大的重视。对于配电网的自动化而言，其中的一个主要研究热点就是配电网故障的在线定位，本文主要对配电网在线故障定位系统进行了介绍，能够看的出来，其能够有效的减少配电网的故障率，在配电网的故障定位中起到了重要的作用。

参考文献：

[1]杜向楠，徐波，郭志全，郭宁明，冯志畅，王庆.一种基于关联矩阵的配电网在线行波故障定位方法[J].智慧电力，2017，45（10）：61-65.

[2]牛耕，周龙，裴玮，齐智平.低压有源配电网在线故障区间定位与识别方法[J].中国电機工程学报，2017，37（09）：2525-2539.

[3]孙方坤. 配电网单相接地故障定位及在线监测研究与应用[D].华北电力大学（北京），2017.

作者简介：

林培钿（1995—），男，汉族，籍贯：广东汕头，职称：学生，研究方向 ：电气工程及其自动化。

（作者单位：韩山师范学院）