配电网故障定位的隔离技术分析

配电网故障定位的隔离技术分析

罗嘉定

宜宾远能电业集团有限责任公司  四川宜宾 644000

摘要：近年来，我国的电力行业随着社会发展不断进步。本文阐述配网自动化系统的主要结构，分析了当前配网自动化系统中现用的故障定位隔离技术现存的问题，提出了两种配电网故障定位隔离方案，从而快速精准定位配网故障。

关键词：自动化系统；故障定位；隔离技术

引言

配电网也逐渐出现复杂的特点。终端用电负荷增加，并且呈现变化快、多样化等特点。与此同时，国内外配电网技术也在发展，在管理上模式与以往有很大不同。在当前我国社会经济发展上，需要电力行业能充分满足实际需求，加强对线路安全管理。

1配网自动化系统内存在的故障定位隔离

目前，配网自动化系统在有短路故障发生在单条线路时，电流速断保护值会判断线路中每一级的智能开关有没有挑战。一般来说，单条线路自电源侧至负荷侧，每一级的智能开关电流速断保护值是逐一降低的，进而来促进线路发生故障的位置的智能开关最先发生跳闸，将停电的范围缩小。因为县域中单条10kV线路有比较长、比较多的分支线，变压器的型号与每一段的线路有比较大的差异，每一级的智能开关速断保护值不能精准设置，导致短路故障发生时，开关就不能准确做出动作，就会将停电范围扩大。由于要促进配网故障精准定位、迅速隔离，将线路停电区域缩小，确保正常供应非故障地方的电力，在本文中，主要分析与研究以FTU纵联差动和矩阵运算为基础的故障定位隔离方案。

2配电网故障定位的隔离技术分析

2.1护层环流监测预警

当电缆正常带电运行时，会在电缆的金属护层上感应出环流，正常情况下护层环流很小。当发生电缆外护套绝缘下降、接地不良、金属护层接地错误等问题时，护层环流会异常增大，对电缆运行安全造成威胁。护层环流传感器安装在电缆终端的金属屏蔽层接地线上，用于采集护层环流信号，然后送给监测定位装置。当护层环流有异常变化时监测系统及时发出警报，还可通过监视护层环流的长期变化趋势，进行趋势报警，保障电缆安全运行。

2.2配电自动定位

针对线路而言，想要尽快处理，首先要充分了解故障所出现的位置，以此为基础来有效处理。而明确线路故障所出现的问题，则是需要能及时线路故障，以往人员是采取分段排斥的方法，这种方法效率较慢，而且在查找过程中也会浪费一定时间。通过对配网自动化技术应用，就能实现对线路的整体监控，从而就在发生故障的同时，及时的明确故障所在位置，通过传感器在故障发生的时候，及时的定位。还能有效缩短故障查找时间，针对距离较远的则是可以加装指示器，这样就能进一步的缩短故障区域，在实际发生时，能及时针对故障所在位置来明确判断，并且通过相应指示灯的方法来报警。因此，管理人员就可以以此为基础来建立定位系统，针对线路各个位置上设置指示灯，并且通过建立监控平台的方法，在出现问题第一时间能及时报警。其中信号接收装置能针对故障信号及时接收，并且上传到监控平台，然后平台再针对性的处理其中存在的问题。利用这一技术，能有效地明确故障出现位置，并对没有故障的区域加以隔离，尽快恢复供电。在自动定位上，也要合理选择自动化模式，这样才能缩短故障处理时间，还能通过定位的方法来让技术人员更加迅速的判断，以此来提高故障处理能力。

2.3行波波头准确识别和测距模式选择

通过相模变换实现三相系统解耦，利用小波变换模极大值理论获取故障行波波头，模极大值点对应行波波头的到达时刻。由于采用3.1节所述的高精度对时同步技术，行波波头的时间分辨率小于40ns，可以有效提高定位精度。对于工矿企业电网，一般为单端电源供电，结构相对简单，行波反射波较容易识别，可采用单端行波测距。对于母线上电缆馈线数量较多的情况，电流行波比电压行波故障特征更明显，采用单端电流行波测距方法定位故障；对于只带负荷变压器的单出线系统，电压行波比电流行波故障特征更明显，采用单端电压行波测距方法定位故障。对于城市配电网，一般为环网供电，每个开闭所和环网柜均有多个电缆间隔，结构相对复杂，很难准确识别行波的反射波，但行波的首波头识别相对容易，宜采用双端行波测距。在每个开闭所和环网柜均安装监测定位装置，装置外接GPS/北斗天线并进行高精度对时同步，然后将打上高精度时标的电流或电压行波数据上送给主站。主站根据配电网电缆的拓扑结构分析行波暂态波形的幅值和极性特征，定位故障线路；最后对故障线路两端进行双端行波测距，从而准确定位故障位置。

2.4以矩阵运算为基础的故障定位隔离方案

在此方案内，在有故障发生在线路中时，就会有故障大电流值被故障区段与故障以上区段的线路中FTU所采集，并马上将故障信息发送到集控主站。信息在被集控主站所收集之后，使用矩阵运算，就能够将故障存在的线路区段判断出来，进而将跳闸指令发送给对应线路的FTU，将其开关控制为跳闸，隔离故障，确保故障区段之外的线路的供电是正常的。以图1方案进行详细的阐述。集控主站按照线路的真实构架，第一步就是将网格矩阵D生成。自线路的电源端直至负荷端依次来编号FTU，如果线路中FTU的数量是N，那么网格矩阵D的行与列分别也是N。如果第i与第J个的FTU中没有别的FTU用线路直接相连，并且与电源侧最近的开关是第i个，那么该矩阵内元素dij、dji,就分别设置成1、0，别的元素都设置成0。在有短路故障发生在线路K位置时，就会有故障大电流值被FTU所检测出来，且FTU是第1个、第2个及第4个，并将故障信息发送到集控主站。集控主站以所收集的数据为依据，来将故障矩阵G生成，故障矩阵G的行与列也是N，如果将故障信息进行上传的是第i个FTU，那么就将元素gii设置成1，别的元素都设置成0。在判断式成立的条件是否满足情况下，就能对故障区段的线路进行定位，就会将跳闸指令下发给其FTU，将故障隔离，确保故障区域之外的线路的供电是正常的。判定在第4个FTU线路区段中存在故障，将跳闸指令发送其FTU，对开关的跳闸进行了控制，将故障隔离。

图1  10kV线路（2）

2.5涂层防腐

在接地网上涂抹防腐材料，能有效地提高接地网的防腐效果。在实际选择涂料上，应该充分了解涂料的导电性能。通过镀锌的方法能提高保护效果，还可以在各个焊接头上涂抹防腐物质，这也是重要的防腐措施，能有效地减少阴极保护的电能消耗，更好提高防腐效果。结语在本文中，主要对配网自动化系统的构成与现在存在于线路故障定位隔离方法中的问题进行了阐述。研究以矩阵运算与以FTU纵联差动为基础的故障定位隔离方案，两种方案中的优点和缺点。

参考文献

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