配电网故障定位方法研究分析

配电网故障定位方法研究分析

发表时间：2018-03-08T11:20:48.843Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：刘柏罕1 曾凡有2

[导读] 摘要：随着城市的快速发展，配电网络覆盖面积日益扩大，配电网的结构也愈加复杂。

（1国网南昌供电公司江西南昌 330000；2.江西省电力设计院江西南昌 330096）

摘要：随着城市的快速发展，配电网络覆盖面积日益扩大，配电网的结构也愈加复杂。各电气设备以及配电网各个部分的联系越来越紧密，因此，配电网中的任何一个环节的故障都将导致连锁反应，甚至是造成大面积停电事故。本文深入探讨了配电网故障的定位方法以及故障快速恢复的策略，对提高配电网供电可靠性和电网检修工作有重大的指导意义。

关键词：智能配电网；故障定位；故障恢复

引言

配电网分布广、结构复杂，在城区电网架空线路多与电缆线路混合分布。对于保护不完善的线路，一旦线路某区段发生接地故障，则需要通过多次开关的操作才能将故障隔离开。故障处理时间长，易造成较大面积的停电，故亟需进一步提高故障定位和处理水平。本文就配电网故障定位方法进行深入综述，以帮助检修人员快速找到故障点，对故障进行隔离和处理，这对加快恢复供电速度具有重要意义。 1配电网故障定位的方法

1.1中电阻法

由理论可知故障电流仅仅在故障线路故障相和系统母线之间流通。因此可以在故障系统中性点加入一定值的电阻。首先检测流过该电阻的故障电流，通过计算便可以实现故障点的定位。该方法的缺点是要专门设计中性点电阻，其设计比较麻烦，增加故障定位成本。在中性点人为增加的电阻，增大了系统的故障电流，需进一步考虑解决系统绝缘的难题，且增大的故障电流亦将会对通讯系统造成较大干扰。

1.2基于FTU的故障定位方法

利用馈线终端单元FTU上传的参数，经过运算实现故障定位的方法称为基于FTU的故障定位方法。FTU安装在柱上开关设备处，各FTU分别采集相应柱上开关设备的运行情况，并将采集的信息通过通讯网发送到远方的配电自动化控制中心。在故障发生时，各FTU记录下故障前及故障时的重要信息，上传到控制中心，经计算机系统分析后确定故障区段和最优恢复供电方案，最终以遥控方式隔离故障区段，恢复健全区段供电。对于辐射状网、树状网和处于开环运行的环网，判断故障区段只需根据馈线沿线各开关是否流过故障电流就可以了。

1.3综合测距方法

1.3.1行波和交流综合定位法

该定位方法迅速，不用巡线查找故障点，并且具有可以进行多次定位的优势来确定故障的电气距离，并确定故障点所在区段，然后利用交流法实现精确定位，确定故障点，其原理如图1所示。

图1行波法和交流综合定位法流程图

1.3.2交—直流综合定位法

该方法克服了直流法难检测、交流法有效范围小的缺点，充分利用直流法和交流法的优点，实现准确快速定位。定位过程是先用直流法确定故障线路，接着继续用直流法缩小故障区域，最后由交流法实现细定位，其原理如图2所示。

1.4和声算法故障定位

一般来说，配电网故障主要采用二进制编码，其中0代表无故障，1则代表有故障，-1则代表负方向过电流。此方法的运行原理为：根据分区域处理法来对配电网进行划分，其中包括：无源树枝、有源树枝两大类，上传故障电流的相关信号，排除无源树枝，并明确维数，这样各个变量值都能以0或1的形式表示出来，对应呈现出线路的工作状态，再对数据库进行更新，判断目标函数。由于配电网通常开环运转，各个联络开关均能充当独立闭合环，和各个开关开合状态之间交换，这其中网络依然处于辐射状态。单联络环配电网的基础上，可以优化配电网达到控制解码维度的目的。各个单联络环都要编码处理，闭合各个开关，让出度和入度之合小于2的节点连接支路，合成一个支路组，能够达到相同的解环效果。

图2交—直流综合定位流程图

2配电网故障快速恢复策略

2.1基于单联络环网络连通恢复

配电网故障时，分段开关将自动将故障分隔开来，据此应该闭合一切单联络环所对应的联络开关，以此来重新让网络连通起来。因为

各个分段开关设置了多个环，相邻环间也有着公共开关，对此，则可以根据单联络环矩阵来做出故障判断。第一步明确联络开关的数目，用n表示，故障分段开关则分别用S1，S2，S3……表示，零矩阵则定义成：Bnxc，找到Si单联络环关联矩阵中所对的xi，同时，把相关信号数据等拷贝至矩阵B的第i行，对应的矩阵则用以下关系式：B（i，：）=A（xi，：）来代表，再对应分析B内相同行，试着去掉其中一行，同时，分析B矩阵内有无非零元素，当发现非零元素后，则应该让其充当联络开关号码，保存至P，同时让一切非零元素变成0，并发现和最小元素相对的联络开关，同时明确转供裕度最大的开关支路。

2.2切负荷故障恢复法

网络重构可能无法彻底消灭线路过电压，同时，当电压超出某一限度，则需要在网络重构系统内发现最优解，依靠其进行负荷切除，以此来更为高效、及时地恢复配电网，并实现的安全运转。

2.3配电网重构恢复

根据和声算法，可以重新构架配电网结构，具体的步骤为：

（1）联络开关的设置。为发出动作的联络开关安装于能够操动的联络开关范围内，分别用L1，L2，L3，L4……来标号，同时，对应明确维数2n。

（2）初始化HS算法参数。这其中既包括解维数又包括和声记忆库，用HM来代表，同时也包括微调概率，迭代次数等。其中来自于HM的HMS初始解并非有规律，而是任意产生，能够回归至HM，对应计算得出各个目标函数，同时，生成新解。可以从中任选机数r1，当发现r1的值较小，小于HMCR时，就能够于HM内部任选一变量，或者从HM内抽选以随机值。

无论是哪一个变量，都应该根据以上的规律、规则成熟来对应生成一个新解，并计算目标函数，不断更新HM，并判断出fitness，检查分析该数是否是最优解，当发现是优解时，则应换成HM内的差解，而且还要判断分析出能否达到特定条件，达到特定条件终端循环。 3结语

配电网智能化建设能够提高配电网运行水平，减少故障对配电网的威胁，提高配电网供电恢复率，有效控制配电网的运行风险。智能化条件下要积极研究故障快速定位的方法，采用先进的故障定位方法，及时精准地找到故障，同时，采取措施来恢复配电网的正常运转，从而提高配电网的运行水平，为配电网创造一个安全、稳定的运行环境。

参考文献：

[1]田禛祯.智能配电网的故障定位方法分析研究[J].中国科技博览，2015（35）：322.

[2]郝明.配电网故障定位方法研究[J].科技与企业，2012（7）：151.

[3]杨献智．中山配电网故障自动定位系统实践[J]．电气技术，2009，23（12）：103-104．