解析配网故障快速定位的策略 李晓帆

解析配网故障快速定位的策略李晓帆

摘要：近些年我国社会生产生活对电力能源需求量逐步扩大，对配网自动化运

行要求较高，在配网自动化系统运行过程中线路会发生不同故障，确保线路能有

效优化，能对故障及时进行处理，发生各项灾害之后能及时控制。配电系统对于

线路运行监管具有重要应用价值，能全面发挥出配网系统应用价值，对线路故障

位置进行定位，能为各项技术应用提供有效保障。

关键词：配网自动化；系统线路；故障快速定位法

1配网自动化系统概述

配网自动化系统主要分为主站层、子站层、通信层和终端层四个部分，主要

通过“四遥”（遥信、遥测、遥控、遥调）功能对配电设备进行实时监控，以实现

线路故障判断、故障定位、故障隔离等功能。具体而言，其是指通过实时监测线

路的电流、电压、功率、频率等遥测数据及线路开关的实时状态信息和各类保护

告警信息来诊断线路状态，并通过遥控功能对线路开关进行远程控制。而遥调功

能则是通过对配电网进行合理调度，以优化配电网的运行。故在配电线路正常运

行时配电自动化系统一个十分重要的作用就是对配电网的运行进行优化，而在线

路发生故障时可提高电网调度部门处理事故的快速性和准确性。

2配电线路故障定位技术

2.1故障检测及定位原理研究

新型配电线路故障指示系统基于三相波形同步采样原理和基于大数据的新型

数据处理算法，采用由主机、升压升流装置和故障指示器检定台3部分组成。对

配网线路暂态短路故障、暂态接地故障、局部放电、温升过快等异常运行状态进

行实时监测。针对线路断线、短路及接地故障等设定不同判据，实现配电线路故

障的可靠识别和准确定位，辅助运维人员对短路、接地、断线、超温等故障预警

信息进行分析和决策判断。

2.2网络智能监控系统

配电线路网络智能监控系统包含计算机监控、软件装置和信号接收器等基础

设施。工作中，信号接收器会首先接收故障信号，并第一时间将信号反馈至网络

智能监控系统中；随后，系统内的软件装置会对故障信号进行分析，并将问题电

路的故障问题直接展现在技术人员面前，这样技术人员就可以迅速掌握故障区域

和故障电路类型，高效开展检修工作。

2.3方法的评估分析

在分析中可以发现，单端测量方式以及双端测量方式都具有自身的优势以及

劣势。相互对比之后，发现单端测量技术的应用成本较低，而双端测量技术有着GPS定位技术以及专业化的通信通道，实时性较高；单端测距技术的应用不会受

到时间因素的限制，但是只有进行故障点反射抑或折射行波波头之后才能获取准

确的测量信息，测距精确度由故障定位精准性决定。双端测距技术的应用误差在500m之内，可以解决目前电力系统的精确故障定位问题，测距的精确度很高，

有利于转变目前的测距技术方式方法，形成科学化的测量模式；从原理方面分析，单端技术的应用缺陷较高，无法进行多线路结构的测距处理，很容易出现测量死区，而双端技术的应用有利于形成多回路线路结构的测量机制，补充单端测距技

术的不足；对于双端测距技术而言，母线秩序获取初始的行波就可以了解实际情况，所以不会受到分布电容抑或电弧的影响，可靠性很高；对于特性电阻而言，

变化点以及行波的折射反射状况较为复杂，不会受到故障线路长度的影响，行波

分量会从相关的测量点折射，然后内折射会到故障线路中，产生再次反射的现象。而测距过程中误差的大小会受到反射行波以及折射行波的影响，如若出现混淆的

问题，将很难确定测距情况。此类因素在一定程度上会导致断端测距计算方式的

应用精确度降低，故障点的测距难度逐渐提升。

通常在测距工作中，输电线路长度的参数可以利用设计方式以及实测方式获取，两组方法存在差异，并且在参数测量中对实验条件提出了很高的要求，往往

无法获取准确的参数结果，因此，需要采用双端测距的方式，校核输电线路长度，了解故障点的实际情况。

3线路故障快速定位方法

3.1监测定位

监测定位是一种最直接的采用线路探测设备进行故障判断定位的方法，将多

个分支探测设备放置到配电线路的多个分支探测点，对配电线路进行在线的动态

监测，分支探测的放置重点在于故障发生频繁的配电线路区段。这种定位法比较

直接，在供电系统的各个位置实时传送检测数据到中心电力控制管理机构，中心

管理机构可以借此在位置和情况的二维状态下的观察并统计电网中众多数据的走势，当发生故障时，准确定位，可以明显的提升故障识别定位的效率。同时借助

大数据技术还能够统计出整个电网的薄弱环节区段或者故障易发的时间，为故障

预测提供素材。分析配电线路的暂态过程。故障信息就隐藏在暂态信息里，需要

通过分析算法将故障信息提取出来，并且线路的接地方式并不会改变暂态过程信息，这给故障的识别和定位带来了较大难度。在排除单相接地的故障时,一般要依

据电容电量的暂态分量,才能合理的判断和恢复供电中断。

3.2被动式定位

在监测定位缩小电路故障所发生的区域后，再使用被动式定位在一个较小的

范围内搜索，从而识别和判断故障，提高识别计算工作的效率。被动式定位是利

用行波传送的时间计算出故障位置距离的。在检测端向配电线的不同相线注入同

一信号源产生的信号行波，由于故障线路阻抗发生改变，行波的传输速度发生改变，根据线路上不同相线上行波的速度差异即可定位故障。可以准确的定位出故

障的位置信息。

3.3主动式定位

经过上述两步测试，已经可以准确的定位到故障点。但是还需要检测出故障

类型，以便有针对性地开展抢修工作。主动式定位是在线路中主动注入检测信号，检测信号在故障点发生信号反射，根据检测信号的反射波形信息确定故障类型。

当线路发生高阻故障时，此时原边被断路，向在故障中停止工作的接地相注入一

个特殊的信号电流，通过跟踪该特殊信号电流的通路作为检测手段，能够精准的

检测到断路故障。当线路中是间歇性故障时，通过对故障线路输入一个特殊信号

来检测线路故障。因为故障已经定位，因此检测间歇性故障可以在故障段的地面

进行，能够检测出故障为间歇性故障模型外，还可以诊断出故障的诱因。单相接

地故障时，将一个特殊信号电流从变压器侧向线路注入。这个特殊信号在线路中

形成一个闭合回路，该回路的形成具有特殊性，它只在中性点位置、故障线路、

故障点和地面之间形成，而没有故障的线路中则不会有该信号的存在。这是利用

信号检测设备对人为注入的这个特殊信号追踪，从而实现故障模型确定。

3.4智能故障定位分析

上述三个步骤只是有针对性的进行故障定位诊断，但是作为一种智能化定位

方法，还需引入大数据分析和预警的功能。通过高科技网络信息化手段，将各个