故障定位技術在配電線路中的應用

黃小棟 湯霄

摘 要：本文主要研究了故障定位技術在配電線路中的應用，對故障定位技術的幾種方法和原理特點進行了分析。

關鍵詞：故障定位；配電線路；應用

供電企業在日常工作中就是為了保障用戶用電的穩定性，這是供電企業的基本任務。根據對電網中一些停電事故的分析，發現很多時候是由于配電線路的故障導致引起的[1]。當配電線路發生故障的時候，用戶用電會中斷，為了減少對用戶的損失，這就要求供電企業必須快速和準確的判斷出故障位置，然后進行修復故障，這對供電企業提高供電的可靠性具有非常重要的意義。

在配電線路中的故障定位技術可以分為兩種，在線定位方式和離線定位方式。在具體的斷電情況中，配電線路發生故障時大部分是以絕緣擊穿故障為主，因此采用在線定位的方式很難測定故障點的位置，所以在配電網故障定位中應用離線定位的方式的情況比較多一些[2]。在技術上可以選擇廣域故障區段定位法和直接故障測距法，廣域故障區段定位法一般用在那些交通便利和自動化水平較高的城區配電網，直接故障法主要是根據故障的距離來測量相關的電器信息。本文主要研究了故障定位技術在在配電線路中的應用，對故障定位技術的幾種方法和原理特點進行了分析。

1 配電線路故障定位技術

1.1 基于行波技術的配電線路故障定位

行波技術主要是根據發生在線路上的擾動而形成的波的能量，電氣量會傳向電力系統的其他部分，根據這些能量那么就可以根據測量到的行波信號來判斷故障點的位置。行波技術的準確度在故障分析中還是比較高的，可分為雙端法和單端法，單端法主要是根據故障點所反映出來的反射波到故障點的距離來進行判斷，雙端法是在故障點的兩端分別進行測量，然后根據所反映出來的時間差來確定故障的距離[3]。對于配電線路來說，由于在工程結構上一般都是比較復雜的，分支線路也比較多，在故障點的判斷上一般都是結合兩種方法來進行綜合分析判斷。因此通過對故障波頭的識別以及混合線路的變化等問題是，然后需要在配電線路中進行解決相關的問題。

1.2 基于遺傳算法的配電線路故障定位

遺傳算法的基本原理就是根據啟發式的全局搜索而進行的，在同一個時間點可以搜索多個故障點，特點是快速、準確的判斷故障點。基于遺傳算法的配電線路故障定位方法主要是通過構造遺傳編碼和開關函數，合理的確定故障參數和編碼方式，然后確定配電線路中的故障定位。在遺傳算法中，運算的對象是一些參數的編碼，而參數是不產生運算的，所以要對參數進行編碼。在配電線路中，設備的狀態一般就是兩種，正常狀態和故障狀態。所以可以采用二進制算法的方式（0或1）來表示設備的狀態，1表示故障狀態，0表示正常狀態。根據遺傳算法進行配電線路的故障定位可以很清晰的確定故障點的位置，然后進行故障電路的維修和修復。

1.3 基于矩陣算法的配電線路故障定位

矩陣算法主要是為了采用故障的過流信號，適用于在多個電源開環中運行，同時在網絡拓撲信息的提取時可以按照方向來進行。通過把聯絡開關作為分界點重新將配電線路進行分區，在計算的時候只選擇有故障信息的線路，然后將數據按照線路進行分去儲存，并且采用動態的模式來對矩陣網絡進行描述[4]。當配電線路發生故障的時候，通過矩陣算法可以檢測到各個開關、斷路器的故障電流信息，然后通過矩陣對應的參數值進行修改和完善，綜合故障電流信息（D）和矩陣參數（P）就可以來判斷故障點所處的位置和故障區間。

網絡矩陣的故障電流信息（D）主要是對配電線路的拓撲結構進行信息的收集和確定優化配電網絡的。在優化的時候可以采取以下方法：首先將配電線路進行劃分，以每個線路為一個檢測單位，在計算時注意收集含有故障信息的相關線路的基本情況，并將線路上的信息反饋給終端的斷路器和重合器，然后將這些參數進行編碼，確定故障點。

1.4 基于蟻群算法的配電線路故障定位法

蟻群算法主要是通過模擬自然界中的螞蟻覓食過程而抽象進化為一種模擬的算法。在進行配電線路故障定位的時候，可以參考螞蟻覓食的過程，先從一個位置出發，然后選擇采取隨機的方法找到下一個搜索路徑。蟻群算法適用于組合優化問題，并且已經在很多領域進行了應用。蟻群算法的配電線路故障定位方法主要是通過全網搜尋，將故障電流與整定值進行比較，然后將結果傳到主站的故障信號收集中。信號故障以0和1表示，0表示該段線路區間沒有故障，1表示該段線路區間有故障。根據蟻群算法進行配電線路的故障定位可以很清晰的確定故障點的位置，然后進行故障電路的維修和修復。

2 結論

本文主要研究了故障定位技術在配電線路中的應用，并對基于行波理論的配電線路故障定位法、遺傳算法的配電線路故障定位法、基于矩陣算法的配電線路故障定位法、基于蟻群算法的配電線路故障定位法的方法和原理特點進行了分析。在實際應用過程中要根據具體的情況來確定合適的故障定位的方案。

參考文獻

[1]何梓田.配電線路故障定位技術及其在10kV電網中的應用[J].中國高新技術企業，2014，（1）：145-146.

[2]黨鍇釗.行波技術在配電線路接地故障檢測中的應用[J].電氣傳動自動化，2014，（1）：47-50.

[3]區偉斌.無線傳感器網絡在配電線路故障定位中的應用[J].中國高新技術企業，2016，（6）：58-59.

[4]王志勇.故障自動定位系統在10kV配電架空線路中的應用[J].科技創新與應用，2012，（29）：20-21.

（作者單位：國網浙江杭州市蕭山區供電公司）