淺談配電網(wǎng)在線故障的定位方法

摘 ?要：隨著我國配電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，使得配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，故障也頻頻發(fā)生，對社會用電造成了一定的影響。本文首先對10kV配電網(wǎng)線路所具備的特點進(jìn)行了介紹，然后對目前所使用的在線故障定位方法進(jìn)行了闡述，最后分析出了在線檢測定位系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞;配電網(wǎng);故障定位

在線檢測

1 10kV 配電網(wǎng)線路特點

在本文中，主要研究的是10kV配電網(wǎng)在線故障的檢測定位方法，對于10kV配電網(wǎng)而言，其主要含有以下三個特點：

1）具有大量的分支線路，非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對于10kV配電網(wǎng)而言，因為其具有大量的分支線路，并且在分支線路上又會形成更多的分支，使得信號得到了大量的衰減。就算是能夠?qū)收戏瓷洳ㄟM(jìn)行檢測，但是也只是能夠?qū)⒐收宵c的距離長度提供出來，同時符合這個距離的點有很多，真正發(fā)生故障的那個點卻僅存在一個，所以難以對故障點實現(xiàn)有效的辨別。

2）接地電阻的阻值較大，對于10kV桿塔而言，所使用的材料大部分都是石灰桿，如果形成了接地的話，那么因為存在著環(huán)境電壓等一系列因素所導(dǎo)致的影響無法得到零數(shù)值，所產(chǎn)生的是非常大的接地電阻。對于配電網(wǎng)而言，在發(fā)生了單相接地故障以后，信號就會減弱了，別的一些信號非常容易把其淹沒掉，因此較大的接地電阻的影響會直接影響到故障點的定位。

3）配電網(wǎng)長度較長，對地電容非常大。對于10kV配電網(wǎng)而言，其線路非常長，一些配電網(wǎng)可能有上百公里。把交流信號注入到對地電容里面能夠達(dá)到一種分流的作用，線路的長度越長，那么對地電容也就越大，從而產(chǎn)生非常大的分流，所以需要電流信號越小的話，那么定位相對來說就會更困難。

2 故障在線檢測定位方法

1）阻抗法。這種方法是根據(jù)出現(xiàn)故障的時候所測量出來的電流和電壓大小計算故障回路的阻抗，并且通過線路長度與阻抗大小之間所存在的一種正比關(guān)系，估測出故障點的距離。通過算法能夠把阻抗法分成單端數(shù)據(jù)以及雙端數(shù)據(jù)。利用精確分布參數(shù)模型來進(jìn)行雙端數(shù)據(jù)測距算法的計算，應(yīng)持續(xù)的對數(shù)據(jù)進(jìn)行完善。而對于單端數(shù)據(jù)測距算法而言，其需要對單側(cè)的電流以及電壓進(jìn)行測量。

2）行波法。這種方法的原理是利用行波和故障距離之間的一種正比關(guān)系，對故障點的位置進(jìn)行定位，目前這種方法分為以下幾種：

第一種方法的原理是利用到一種現(xiàn)代行波故障測距技術(shù)，通過故障暫態(tài)所生成的行波得出雙端測距的大小，在配電網(wǎng)的線路內(nèi)部發(fā)生故障的時候，會形成行波的初期浪涌，在這個浪涌到配電網(wǎng)線路的兩個測量點的時候，就能夠得到兩者之間的一個時間差，通過這個時間差就能夠?qū)收宵c的距離進(jìn)行測量。

第二種方法中所利用到的行波是線路出現(xiàn)故障的時候斷路器進(jìn)行合閘所生成的暫態(tài)行波，同樣是利用行波的時間差進(jìn)行計算，在這個方法中，一個關(guān)鍵的點就是通過重合閘進(jìn)行高壓電的傳輸，其能夠避免測距失敗的情況出現(xiàn)。

第三種方法需要測量的故障點所生成的行波到達(dá)配電網(wǎng)線路兩端的時間之差。通過第一個行波到達(dá)兩個端點的時間進(jìn)行計算，所以在這個方法里面只要得到第一個行波的波頭就可以了，不需要考慮反射的問題，并且行波而形成比較大的幅值，很好進(jìn)行辨別。

第四種方法與第三種方法相類似，只是測量的是單端。在配電網(wǎng)線路發(fā)生故障的時候，對于故障點而言，其和母線間的電流以及電壓在來回進(jìn)行反射，通過行波和故障點間的往返一次的時間以及行波的波速能夠?qū)收宵c的位置進(jìn)行定位。

3）智能配電網(wǎng)自動化故障定位方法。隨著配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，SCADA技術(shù)在配電網(wǎng)故障定位中不斷進(jìn)行應(yīng)用。所應(yīng)用的最多的就是通過配電網(wǎng)饋線繼電保護(hù)，以及配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞纸?，從而形成一種線路的矩陣關(guān)系，最終利用算法進(jìn)行故障點的定位。

3 配電網(wǎng)故障在線檢測定位系統(tǒng)的優(yōu)勢

1）在線取電。對于常規(guī)的故障指示器而言，其是利用電池來取電，同時需進(jìn)行防水，所以必須實施灌膠處理，這樣電池就沒有辦法拿出換新，缺點就是使用年限不是很長，通常在一年左右。而對于在線檢測定位系統(tǒng)而言，其所使用的是新型材料，當(dāng)處于10A的情況下，能夠使用0.5W功率，同時重量只有常規(guī)的1/6。而互感器能夠?qū)崿F(xiàn)智能化測量電網(wǎng)的功率以及本身所消耗的能量大小，使得輸入功率比使用功率大很多。在配電網(wǎng)功率較為缺乏的時候，可以將設(shè)備上面的輔助模塊關(guān)閉，使得用電量得到大幅度節(jié)約。

2）可實現(xiàn)故障的更新判斷。對于接地故障而言，其有一個容性回路，高頻成分更容易通過。因此，在接地故障里面一般會具有很多的暫態(tài)成分。通過過流速斷定值法和電流突變法以及接地暫態(tài)電流測量法針對于接地以及短路進(jìn)行檢測，能夠得到更為準(zhǔn)確的判斷。

3）組網(wǎng)更加方便。對于當(dāng)前所使用的網(wǎng)絡(luò)形式而言，均是通過GPRS實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中器、后臺、集中數(shù)據(jù)器以及故障指示器后臺之間的通信，同時通過短距離無線通信的方式，使得故障指示器與集中數(shù)據(jù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接。將故障指示器以及集中數(shù)據(jù)器的信息輸入至服務(wù)器里面，便實現(xiàn)了自動組網(wǎng)。

4）能夠精準(zhǔn)的測量出負(fù)荷電流。把導(dǎo)磁金屬配置于電纜上面，在導(dǎo)磁金屬處于閉合狀態(tài)的時候，其能夠形成一個感應(yīng)電流，假如把導(dǎo)線綁在金屬上面，同時遵循右手螺旋準(zhǔn)則的話，便可以形成電壓，通常將這個導(dǎo)磁金屬和導(dǎo)線稱之為感應(yīng)架。

5）實現(xiàn)配電網(wǎng)線路檢測運行環(huán)境的建立以及升級。在故障指示器的節(jié)點里面安裝上溫度傳感器，這樣就能夠在線路上面實現(xiàn)實時的監(jiān)測;對于后臺的服務(wù)器而言，將需要進(jìn)行更正的動態(tài)參數(shù)通過集中數(shù)據(jù)器傳輸?shù)焦收现甘酒骼锩妫@樣就完成了參數(shù)的修改以及升級的目的。

結(jié)語

由于近些年來配電網(wǎng)規(guī)模的不斷提升，針對于用戶而言，所提出來的電能可靠性要求也越來越多，所以配電網(wǎng)的自動化建設(shè)得到了很大的重視。對于配電網(wǎng)的自動化而言，其中的一個主要研究熱點就是配電網(wǎng)故障的在線定位，本文主要對配電網(wǎng)在線故障定位系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，能夠看的出來，其能夠有效的減少配電網(wǎng)的故障率，在配電網(wǎng)的故障定位中起到了重要的作用。

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作者簡介：

林培鈿（1995—），男，漢族，籍貫：廣東汕頭，職稱：學(xué)生，研究方向?：電氣工程及其自動化。

（作者單位：韓山師范學(xué)院）