配电网故障定位的方法

配电网故障定位的方法

快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。

配电网故障定位

快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。那么，如何对配电网进行快速，准确的故障定位呢？

一、配电网故障处理特点

配电网络馈线上一旦发生单相、相间、三相等短路时，设备上的F1U及时将故障信息卜传至主站系统。即变电站SCADAS系统，若变电站运行人员处理不了，再次将信息上传至上一级调度，经调度SCADAS系统分析进行定位、隔离、恢复。一般来说，配电网故障处理有以下几个特点：

（1）配电网不仪有集中在变电站内的设备，而且还有分布于馈线沿线的设备，如柱上变压器、分段开关、联络开关等。信号的传输距离较远，采集相对比较困难，而且信号具有畸变的可能性，如继电器节点松动。开关检修过程中的试分/合操作及兀’U本身的误判断等都会干扰甚至淹没有用信号，导致采集到的信号产生畸变。

（2）配电网设备的操作频度及故障频度较高，因此运行方式具有多变性，相应的网络拓扑也具有自身的多变性。

（3）配电网的拓扑结构和开关设备性能的不同。对故障切除的方式也不同。如多分段干线式结构多采用不具有故障电流开段开关和联络线开关，故障由变电站的断路器统一切断，这种切除方式导致了停电范围的扩大。

配电网故障定化是配电网故障隔离、故障恢复的前提，它对于提高配电网的运行效率、改善供电质量、减小停电范围有着重要作用。

二、配电网故障定位的方法

1、短路故障定位技术方法

配电网系统中短路故障是指由于某种原因，引起系统中电流急剧增大、电压大幅下降等不利运行工况，同时该故障发生后会进一步引发配电网系统中变配电电气设备损坏的相与相、相对地间的大电流短接故障。按照短路发生部位，可以分为三相短路、两相短路、两相对地短路、以及单相对地短路故障。由于配电网发生短路故障后，其电流、电压等特征故障参量较为明显，故障定位技术方法的实现相对较为简单，工程中最常用的是“过电流法”。

当配电网系统发生短路故障后，其短路故障电流幅值非常大，易于监测，因此，工程中常选用电流作为短路故障监测对象，即采用“过电流法”来实现对配电网系统短路故障区段的定位判断，其定位判断原理与过流保护相同。配电网系统“过电流法”故障定位手段，需要充分借助安装于线路中的馈线终端装置（FTU）来实现短路故障区段的正确定位。

“过电流”法故障定位系统中，当线路出现短路故障（如图1中故障点F）时，馈线终端装置FTU就会自动检测到分支线路出现过流现象，并通过通信网络系统上报给FA控制主站，由主站内部DSP数据处理单元自动运算分析后，形成对应的调整保护决策，操作变电站内部对应线路保护单元跳闸保护，将故障分支线路从整个配电网系统中有效隔离开，确保其它正常线路的正常供电，提高配电网供电可靠性。“过电流法”法的保护原理较为简单，同时判据较为明确，在短路故障发生后具有较好的灵敏度和动作可靠性，在配电网短路故障定位领域应用较为成熟，大大提高了配电网系统短路故障定位可靠性、准确性，以及故障切除动作的灵敏性

2、故障测距法

阻抗法是利用故障时测定到的电压和电流求取故障回路的阻抗，又因故障回路阻抗与故障距离成正比，从而根据此定位故障。阻抗法原理简单，并且投资较少，但是由于配电网的结构比较复杂，分支线、混合线路也较多，而且负荷影响较大，所以阻抗法不能简单的直接用来测距计算，实际应用中也总是作为辅助测距方法。由于这种方法原理简单，容易实现，所以一直得到人民广泛的关注。电桥法是阻抗法故障测距中比较广泛的一种。电桥法包括电阻电桥法和电容电桥法两种。电阻电桥法仅仅只是适用于低电阻的测量，故障点要求的电阻不能超过100千欧，最高不能超过500千欧，最好是2千欧。它的基本原理是将被测电缆末端非故障与故障相接，电桥两输出臂分别接故障和非故障相，调节电桥臂上的调节电阻，当电桥平衡后，根据电桥平衡原理计算出故障距离。其优点是方便和简单。但是也有缺点，一是不适合测量高电阻和闪络性故障。因为故障电阻较高的情况下，电桥回路中电流很小，一般电流检流计灵敏度很低，难以检测出电桥是不是平衡，另一个缺点是需要知道电缆的准确长度等原始材料，当一条电缆路线是由两种以上材料或不同截面积的两段以上的电缆组成时，还需进行换算。还有电桥法不能测量三相短路故障。电容电桥法可以用于电缆断线故障的测量，其原理与电阻电桥法类似。

3、接地故障定位技术方法

为了提高配电网系统供电可靠性，绝大多数采用中性点非有效接地方式。此种运行方式下，当配电网系统发生接地故障时，不会形成明显的故障回路，也就是此种运行方式下故障信号不太明显，进而大大影响了故障定位装置选线过程中的准确可靠性。加上配电网系统逐步向多分支复杂结构方向发展，其单相接地故障电流也较小，给故障定位带来了非常大的困难。目前，对于非有效接地配电网故系统而言，其故障选线定位较为实用的方法是“C型行波法”。在故障定位中，

“C型行波法”不受故障时刻行波信号的强弱的影响，其可以通过多次信号采集进行综合分析判断，也就是说当一次系统接收到的信号不清楚或信息不完整时，可以重新发射一次脉冲信号对系统故障进行重新准确定位[2]。

利用“C型行波法”进行配电网系统接地故障定位时，由于行波在经过每条分支节点和接地点时，其幅值均会产生一定程度的衰弱，也就是当整个配电网系统分支线路较多或接地电阻较大时，由于行波在传输过程中衰弱较大，其返回的行波就可能不被检测装置检测到，从而导致故障定位不准确或行波检测失效。因此，在实际工程中，常采取分线路分区域相互结合的综合检测技术方法，以实现对配电网接地故障的准确定位。