基于故障矩陣的配電網(wǎng)故障定位研究與實現(xiàn)

李波

摘 要：配電網(wǎng)絡在礦井下的變電所饋出線路多，并且線路延伸很長，礦井下形成了復雜的供配電網(wǎng)絡系統(tǒng)，配電網(wǎng)絡出現(xiàn)接地或短路故障后，故障點的查找與定位十分困難。只有依靠人工逐條線路查找有明顯的短路或接地故障點，才能切除故障線路確定準確的故障痕跡，不影響正常安全生產(chǎn)，給礦井迅速恢復供電帶來了極大的困擾。為此，通過研究配電網(wǎng)拓撲結構，建立數(shù)學模型，提出基于此模型的故障矩陣定位算法，加快故障點的精確定位，提高檢修效率，保證安全生產(chǎn)。

關鍵詞：配電網(wǎng)；拓撲結構；故障矩陣；定位算法

引言

配電網(wǎng)絡作為礦井的主要供電動力，自動化技術的應用推動了礦井的現(xiàn)代化水平的提高，配電網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定運行對礦井的經(jīng)濟效益、人身安全起著十分重要的作用。像煤礦等企業(yè)直接與地底下惡劣環(huán)境打交道，各種機電設備長期處于陰暗潮濕多水的環(huán)境中，甚至一些設備還處于高濃度瓦斯和粉塵的危險環(huán)境，所有這些工作環(huán)境的特殊性和危險性，對礦產(chǎn)企業(yè)配電網(wǎng)絡安全可靠性來說都是嚴峻的考驗。

目前，我國礦山企業(yè)配電網(wǎng)故障定位主要依賴人工逐條線路巡查，當出現(xiàn)接故障后，只有通過人工查找才能確定故障線路，恢復剩余線路供電，這種方法只能讓我們處于被動的等待，倘若故障點定位出現(xiàn)誤差，再重新供電，就有可能加大配電網(wǎng)故障的范圍，甚至造成整個配電網(wǎng)絡的癱瘓，造成嚴重后果。人工巡查的方法耗時、費力，延長了停電時間，供電可靠性大大降低。因此通過對礦井配電網(wǎng)絡拓撲結構和模型的分析，描述配電網(wǎng)絡區(qū)域描述，研究一套符合礦山企業(yè)的故障定位算法十分必要和迫切。保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低由于故障原因所造成的經(jīng)濟損失。

1 礦井配電網(wǎng)拓撲結構簡述

用節(jié)點和支路抽象的描述出礦井配電網(wǎng)絡，通過此描述來突出配電網(wǎng)中各元件的相關聯(lián)性，節(jié)點定義后支路也自然而然隨之確定，基本步驟如下：繪制電器元件清單、編號支路首端和末端節(jié)點、繪制支路信息表，前面是對某一個系統(tǒng)支路的基本分析，最后對整個配電網(wǎng)系統(tǒng)分析從而得到節(jié)點導納矩陣。整個系統(tǒng)網(wǎng)絡分析過程先對整個網(wǎng)絡分析確立各個節(jié)點，然后從電源端為起點逐步對整個網(wǎng)絡的節(jié)點進行編號。

2 煤礦井下配電網(wǎng)絡區(qū)域描述

對整個配電網(wǎng)絡各區(qū)段進行統(tǒng)一編號，從而得出整個網(wǎng)絡的區(qū)域描述：