邵詩杰

摘要：我國大部分城市的配電形式為10kV，不同的城市在配電的過程中采用獨(dú)立發(fā)散樹狀發(fā)電或者按照順訊連接配電。當(dāng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，城市的規(guī)模和用電需求也在同時(shí)增加，配電線路需要面對(duì)更加復(fù)雜的情況，為保障城市用電的安全和穩(wěn)定，必須使用相關(guān)技術(shù)明確配電線路故障的具體位置，基于此，本文以具體的工程案例為基礎(chǔ)，探討在電網(wǎng)中，配電線路故障定位技術(shù)的使用。

關(guān)鍵詞：配電線路;故障定位技術(shù);電網(wǎng);應(yīng)用

1配電線路故障定位技術(shù)應(yīng)用概述

1.1配電線路故障定位技術(shù)原理

在電網(wǎng)當(dāng)中最為常見的問題是線路放電接地的問題。在配電網(wǎng)中，主要采用小電流接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地時(shí)可持續(xù)運(yùn)行約2h，運(yùn)行效率較高，但未接地兩相電壓將會(huì)升高，危及線路絕緣安全。一旦發(fā)生兩相接地或相間短路，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)過流跳閘。同時(shí)，長(zhǎng)期的單相接地也會(huì)存在較為明顯的安全隱患，在故障檢修的過程當(dāng)中容易危害故障檢修人員的生命安全。在傳統(tǒng)的故障檢修與維修當(dāng)中，通常將故障點(diǎn)與本線路分開進(jìn)行檢修。智能化的故障定位技術(shù)主要是利用配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)和信息化的綜合效應(yīng)，從而對(duì)故障進(jìn)行智能化的識(shí)別，并基于機(jī)器的自我迭代和自我更新，發(fā)現(xiàn)故障的問題，提供在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，方便管理人員根據(jù)接地故障進(jìn)行交換器的更換，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1.2配電線路故障定位技術(shù)應(yīng)用的意義

隨著我國經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勢(shì)崛起，促進(jìn)了國內(nèi)科學(xué)領(lǐng)域的研究取得了較大的進(jìn)步，進(jìn)而也帶動(dòng)了電力系統(tǒng)研究的飛速發(fā)展。安全工作狀態(tài)的電力系統(tǒng)給現(xiàn)代的都市社會(huì)提供源源不斷的所需能源，小到個(gè)人的日常出行，大到政府能否正常工作運(yùn)行。一旦電力系統(tǒng)因故障而停止工作運(yùn)行，那么人們連日常出行的工具都無法正常使用。并且，當(dāng)配電線路因某種因素而停止工作時(shí)，也會(huì)給電力系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。我國的配電線路往往都建造露天的環(huán)境中，這也就使得安裝在外面的配電線路不可避免的要遭受外界環(huán)境變化所帶來的不利影響?；谂潆娋€路所遭受到外部環(huán)境的各種不好影響的情況，可以推斷出配電線路上出現(xiàn)故障的情況較多，進(jìn)而也會(huì)干擾電力系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)。短路故障是配電線路上常常存在并發(fā)生的故障類型，一旦線路上出現(xiàn)該故障，就要快速地消除該故障，減少該故障對(duì)個(gè)人和全體社會(huì)的不利影響。因此，準(zhǔn)確、快速地判斷出故障類型和故障位置，為排除故障奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前為止，國內(nèi)外眾多專家學(xué)者已經(jīng)提出了多種配電線路故障識(shí)別與定位的方法。一旦配電線路上發(fā)生故障，首先要能夠快速地判別出故障所屬的類型，接著確定故障的發(fā)生點(diǎn)，為巡檢人員消除故障提供便利。當(dāng)配電線路發(fā)生故障時(shí)，先采集線路上的故障信息，但是常常在采集過程中采集設(shè)備會(huì)受到外界因素的影響，如故障點(diǎn)接地電阻大小和噪聲干擾。這些特殊的情況嚴(yán)重影響識(shí)別與定位準(zhǔn)確性，因此，提出一種具有較高抗干擾能力且準(zhǔn)確性高的識(shí)別方法就變得尤為重要了。

2配電線路故障定位技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

在配電自動(dòng)化中，當(dāng)配電線路上發(fā)生故障，首要的任務(wù)就是快速查找故障點(diǎn)，通知巡檢人員來排除故障，快速地復(fù)原電力系統(tǒng)的正常工作運(yùn)行狀態(tài)。國內(nèi)外眾多專家學(xué)者針對(duì)故障定位已經(jīng)研究幾十年了，這些定位算法可以分為以下幾種：

2.1人工巡線定位法

在配電線路發(fā)生單相接地故障，又沒有特殊輔助定位的方法時(shí)，人工巡線成為了解決故障的唯一希望，人工沿著配電線路，目測(cè)故障指示器的動(dòng)作位置，進(jìn)而確定故障發(fā)生的位置。但是我國大部分配電線路都是小電流接地故障，電流小、時(shí)間短，導(dǎo)致故障指示器的動(dòng)作受到了限制，因此將很難確定故障發(fā)生的位置，在這種局限性的影響下，該種方法逐漸被拋棄。2.2注入法

在配電線路發(fā)生故障之后，只需要在變電站母線電壓互感器上，使用耦合設(shè)備注入特定的電流信號(hào)，就可以通過檢測(cè)線路上的信號(hào)情況確定故障發(fā)生的線路。具體情況如圖1所示。工作人員在探測(cè)接地電阻的過程中，充分依照電流流動(dòng)的特性和具體的方向，當(dāng)發(fā)現(xiàn)信號(hào)消失時(shí)，該位置就是故障發(fā)生點(diǎn)。

2.3阻抗法

有研究利用故障情況下的回路阻抗值與檢測(cè)點(diǎn)到故障點(diǎn)的位置成正比關(guān)系這一特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)故障定位。雖然，阻抗方法易于實(shí)現(xiàn)并且定位精度也相對(duì)較高。但是，采用阻抗法進(jìn)行故障定位都假定配電線路上的參數(shù)保持恒定不變。在這就與實(shí)際情況中，線路參數(shù)會(huì)受到外界因素影響，不能維持一個(gè)定值相沖突。針對(duì)故障定位方法在處理故障點(diǎn)電阻較高時(shí)，易存在定位偏差的問題，通過對(duì)改進(jìn)傳統(tǒng)的定位方程算法，來解決這一問題。通過從配電線路上采集到的故障信號(hào)，然后，提出一種利用線路上阻抗的不平衡功率來對(duì)配電線路上所有存在的故障類型的定位方法。

2.4行波法

在配電線路中，故障發(fā)生位置會(huì)出現(xiàn)行波現(xiàn)象，因此，為了快速定位故障出現(xiàn)的位置，可以直接檢測(cè)行波。相關(guān)檢測(cè)人員在行波的檢測(cè)裝置的幫助下，可以準(zhǔn)確檢測(cè)行波情況并記錄在案。當(dāng)行波檢測(cè)完畢之后，計(jì)算行波從故障點(diǎn)到設(shè)備之間的傳送距離，進(jìn)而明確故障發(fā)生點(diǎn)的具體位置。在專業(yè)技術(shù)上，行波法并沒有過高的要求，并且使用行波法獲得的結(jié)果較為精確，檢測(cè)的結(jié)果不受配電線路和電阻的影響。雖然具備很多的優(yōu)點(diǎn)，但是行波法不具備較強(qiáng)的抗干擾能力，在檢測(cè)期間，將極容易受到外部的影響，致使檢測(cè)的結(jié)果降低，因此在使用行波法的過程中，要盡可能避免外界對(duì)檢測(cè)工作的干擾。

3配電線路故障定位系統(tǒng)應(yīng)用

3.1系統(tǒng)構(gòu)成

故障指示器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站（通信終端）、監(jiān)控主站和通信系統(tǒng)。其中通信系統(tǒng)又分為：故障指示器到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站之間的短距離無線通信、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站到監(jiān)控主站的無線公網(wǎng)通信。在需要判斷接地故障時(shí)，還需要增加一個(gè)外施信號(hào)發(fā)生裝置，用于在接地故障發(fā)生時(shí)，使得系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)用于故障點(diǎn)探測(cè)的特征信號(hào)。

3.2模塊介紹

（1）故障指示器。在線路發(fā)生故障時(shí)，故障指示器在現(xiàn)場(chǎng)翻牌并閃燈，同時(shí)將故障信息通過短距離無線通信方式發(fā)送給附近的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站。一是短路故障檢測(cè)：故障指示器檢測(cè)到短路瞬間電流異常增大之后線路停電，指示器給出告警信息。二是單相接地故障檢測(cè)：當(dāng)線路上任何一點(diǎn)發(fā)生單相接地故障時(shí)，裝在線路上的外施信號(hào)發(fā)生裝置對(duì)故障相施加特定信號(hào)，故障指示器檢測(cè)到該特殊信號(hào)后，給出翻牌和閃燈指示，同時(shí)發(fā)出無線告警信息給附近的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站。（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站一般安裝在故障指示器附近（一般與指示器同桿，最遠(yuǎn)不超過15m），接收故障指示器發(fā)射的故障信息后以無線公網(wǎng)（短信通信卡）的方式轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控主站系統(tǒng)。（3）用戶監(jiān)控信息系統(tǒng)。接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)，判斷出故障區(qū)間并顯示告警，同時(shí)發(fā)送告警短信給線路設(shè)備主人、供電所負(fù)責(zé)人、生技部主任等相關(guān)運(yùn)維、管理人員。

4結(jié)束語

總而言之，故障定位識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的檢修方式，大大提高了供電企業(yè)電路檢修的效率，降低了成本，保障了維修人員的人身安全。從文章的分析可知，研究故障定位識(shí)別技術(shù)，在配電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的應(yīng)用，有利于從技術(shù)發(fā)展的角度看待目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與智慧電網(wǎng)發(fā)展的結(jié)合。因而要不斷推行該種技術(shù)，研發(fā)適應(yīng)當(dāng)前故障定位的可穿戴識(shí)別設(shè)備，提高故障定位技術(shù)應(yīng)用的范圍和效果，為技術(shù)人員提供便利。

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