配電線路故障定位方法分析研究

李睿

摘要：配電線路在電力系統(tǒng)中起著十分關鍵的作用，關系到供電的穩(wěn)定性，一旦其發(fā)生故障，就會對人們的用電質(zhì)量造成影響，從而降低人們的生活質(zhì)量，阻礙社會經(jīng)濟的發(fā)展。鑒于此，如何對配電線路故障進行準確定位，并及時解決故障，成為了電力企業(yè)需要考慮的問題。

關鍵詞：配電線路;故障定位;分析

1 傳統(tǒng)故障定位檢測技術

1.1 經(jīng)驗定位法

在定位配電線路故障時，由一部分經(jīng)驗豐富的工作人員，結(jié)合配電線路的運行情況，在分析和判斷線路故障的基礎上，對可疑故障點進行檢查就是所謂的經(jīng)驗定位法，這種方法在傳統(tǒng)模式下較為常用。但該線路故障定位方法要求工作人員必須具備較高的專業(yè)技術水平和判斷能力，與此同時，還會耗費大量的人力和物力收集有關資料，以此來確保故障定位的精準性。此外，這種對人工依賴較強的定位方法，只能對故障大體范圍進行明確，卻無法精準定位到某個點，通常情況下，只適用于一個較小的范圍，如果線路所在地地質(zhì)條件和天氣條件復雜，則難以發(fā)揮出效果，由于定位效果較差，很容易導致故障惡化，繼而產(chǎn)生更加嚴重的后果。

1.2 分段檢測方法

對一個區(qū)域范圍內(nèi)的電路進行分段，然后采取閉合和斷開等操作，對線路進行處理，實現(xiàn)線路故障定位的目的。但就應用情況而言，該方法并不能及時且準確地定位故障。與此同時，在實際工作過程中，如果光照較強，配電線路接地故障很容易被忽略，安全事故發(fā)生的概率會隨之增加。

2 配電線路故障定位方法分析

新時期以來，社會供電需求逐漸增加，為保證供電穩(wěn)定性，對配電線路進行檢修和故障排查十分關鍵，而故障定位作為重要的一環(huán)，關系到配電線路的質(zhì)量。接下來，該文對幾種目前實用的故障定位方法進行闡述。

2.1 注入行波信號檢測故障距離

正確選線是精確故障定位的前提條件。相關領域在多年研究后，研發(fā)出一種小電流接地選線技術，且取得了良好的應用效果，據(jù)查閱資料得知，應用這種方法進行選線，其正確率達到了96%左右。為精準定位線路故障創(chuàng)造了有利的條件。

這種實用性配電線路故障定位方法的原理為：在已知波速的前提條件下，對行波從故障點傳播到檢測點的時間差進行明確，然后與通過波速對比，獲得故障距離。簡言之，就是在被檢測線路的初始端，同時注入兩種類型的測量信號，一種是注入信號;另一種為返回信號，同時將注入信號的時間記錄為0，那么故障點返回信號的波頭，其到達起始點時間的一半就是行波由故障點到檢測點的時間，可以由以下公式進行表示：S=△t/2·v。

在實際應用過程中，工作人員需要在離線階段對三相的開路波形進行準確記錄，究其原因，主要是三相雖然擁有相同的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，但卻無法保持絕對平衡，尤其是具有傳輸通信功能的B相，其波形較為特殊。在配電線路出現(xiàn)故障之后，對行波注入后的三相波形進行記錄，然后與其他相的波形對比，對比出波形存在的差別即可，如果存在差異，則表明檢測相為故障相。之后，需要提取故障相的開路波形和短路波形，并使前者減去后者，同時采取濾波處理措施，在此基礎上獲得兩波形的差異點，找出與之相對應的時刻，利用上述公式計算故障距離。

2.2 故障分支判斷法

2.2.1 在配電線路中注入行為的傳輸變化

配電線路與普通輸電線路相比，其電壓和供電半徑較小，且分支較多。為此準確定位線路故障，需要分析配電線路分支中行波的傳輸過程。行波在配電線路運行過程中，如果遇到阻抗不連續(xù)點，則會進行反射或折射。如果傳播后方阻抗小于前方波阻抗時，則會向同向行波返回，否則會返回到反向行波。在供電網(wǎng)絡中，阻抗不匹配點由3個部分組成：開路點、分支點、短路點，與這些點相匹配的行波為同向行波和負向行波。

如果線路只有一個分支點，那么信號就會被多個分支點分為無數(shù)股，如果線路存在故障，那么到達故障點的信號唯一。信號在遇到故障后會返回，在這一過程中，如果信號遇到分支點節(jié)點會繼續(xù)反射或折射，在兩次反射后，信號會逐漸衰減，最終回到檢測點的信號僅為一股。經(jīng)過多支點的信號，其衰減情況會更加明顯，經(jīng)過分支太多，會加大信號辨識的難度。同時，行波在傳輸階段，還會受到各種因素的影響，比如：電容、電感和阻抗，其強度同樣會減弱，再加上變壓器應用，使波形發(fā)生了異化。由此得知，如何對這些減弱和異化的波形進行使用，并從中獲取有用的信息，是準確定位線路故障的重中之重。

2.2.2 線路拓撲特征波概念

通過上述分析可知，波形會在傳輸過程中不斷衰減和變形，這對于波形的使用，提出了更加嚴格的要求，出于利用波形信息的考慮，研究人員根據(jù)行波只會被阻抗不連續(xù)點發(fā)射或折射的特點，認為阻抗不連續(xù)點是錄波波形的主要特征點。在此基礎上，線路拓撲特征概念被提出。所謂的特征波是指由線路末端返回到前端全部線路中經(jīng)由阻抗不連續(xù)點返回的波形，這里所說的阻抗不連續(xù)點可能會位于線路的不同位置和不同點，其中就包括線路故障點。如果線路分支較少，且距離較遠時，與這些特征點相對應的特征波，就會在錄波中產(chǎn)生的明顯的波形形式，其主要形式大致分為兩種：一種是波峰;另一種是波谷。二者產(chǎn)生的條件不同，波峰的產(chǎn)生條件為傳播后方阻抗小于傳播前方阻抗，此時返回的行波為正向特征波，也就是所謂的波峰，與之相反，就會產(chǎn)生波谷。通過特征波，可以對配電線路中的阻抗不連續(xù)點加以明確，從而得到線路的拓撲結(jié)構(gòu)。

2.2.3 應用范圍

這種行波故障定位方法，雖然應用效果良好，但只能適用于接地過渡電阻較小且線路均勻的線路。并且只能對單相接地故障進行準確定位。

在科學技術高速發(fā)展的今天，大數(shù)據(jù)技術、信息技術和網(wǎng)絡技術被廣泛應用于各個領域，使社會生產(chǎn)力大大提升，同時也促進了國家現(xiàn)代化發(fā)展，將其應用于配電線路故障定位之中，亦可取得良好的效果。

監(jiān)控系統(tǒng)由多個部分組成，分比為計算機、信號接收裝置、該應裝置和軟件控制程序。應用監(jiān)控系統(tǒng)，可以從計算機中觀察配電線路的運行狀態(tài)，而信號接收裝置在接收故障信號后，就可以利用系統(tǒng)內(nèi)置軟件，分析故障信號的類型，并向工作人員發(fā)出警報，提醒其及時檢查和維修，避免故障進一步惡化。

在故障線路中應用監(jiān)控系統(tǒng)，有助于提升故障定位的精準性。其應用原理為：在配電線路發(fā)生故障后，計算機會分析與線路故障存在關聯(lián)的數(shù)據(jù)，并在此基礎上，對線路是否出現(xiàn)接地故障進行判斷。在接地故障發(fā)生后，電路電流會激增，而監(jiān)控系統(tǒng)可以對電流變化進行監(jiān)測，并快速定位故障點，一旦發(fā)現(xiàn)故障，就會自動切斷故障線路，促使線路中的電流在短時內(nèi)下降，同時反饋線路當前的信息。由此可見，在配電線路中應用監(jiān)控系統(tǒng)，有助于提高線路故障定位的效率，并保證系統(tǒng)和工作人員的安全。

3 結(jié)語

綜上所述，如何高效且準確地定位故障，已經(jīng)成為檢修線路故障，保證供電穩(wěn)定性的重要舉措。鑒于此，該文對經(jīng)驗定位法、分段檢測方法、注入行波信號檢測故障距離、故障分支判斷法、實時故障定位系統(tǒng)等故障定位方法進行分析，認為這些方法各具優(yōu)缺點，電力企業(yè)應根據(jù)實際，選擇合適的故障定位方法。

參考文獻

[1]?張寧，肖志恒.10kV配電線路雷擊故障定位研究[J].大眾用電，2019，34（9）：26-27.

[2]?郭傳亮.配電線路故障定位技術及其在10kV電網(wǎng)中的運用初探[J].電子世界，2019（3）：168，170.

[3]?朱明嚴.基于大數(shù)據(jù)配電線路故障定位指示器的研究與應用[J].通訊世界，2018，25（12）：155-156.