摘要：在电力系统运行中，输配电线路担负着电能输送分配的重任，很容易发生故障，而用人工查找故障点又非常困难。故障定位技术可以根据线路故障时的故障特征迅速准确地进行故障定位，不仅有利于线路及时修复，保证可靠供电，大大减轻人工巡线的艰辛劳动，而且对电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的作用。由于高压输电线路和中低压配电网本身线路网络结构的不同，所以，适应于各自的故障定位方法也有所区别。本文分别就高压输电线路和中低压配电网的各种故障定位方法研究现状作出总结概括。
关键词：配电网故障定位；阻抗法
配电网中的故障一般分为两类： 瞬时性故障和永久性故障。对于瞬时性故障，通过变电站出口断路器的一次重合闸可予以消除。对于永久性故障，重合闸失败，必须进行配电网故障处理，而故障处理的第一步就是故障的定位。
目前，配电网的故障定位方法主要有基于故障投诉电话的配电网故障定位、基于阻抗法故障定位，以及行波法及S 注入法故障定位等。 本文主要通过对这些故障定位算法的研究，分析目前定位算法中存在的主要问题，并对未来配电网故障定位技术的研究进行展望。
1.配电网模式化接线与故障处理的必要性
随着城镇化建设速度不断加快，城市发展日益完善，发电厂各项技术也在持续性更新。基于城市定位与发电厂功能，通常需要将发电厂放置在距离城市中心或人员密集较远的区域。一般情况下，人员较为集中的区域，电能的需要显得更为急迫。在这样一种电能需求的情况下，电力负荷中心就会集中某一范围中。基于电能使用情况，电厂与负荷中心不在同一区域，有时相距非常远[1]。面对这样一种电能需求的现象，就需要通过不同类型的输电网络将相应的电能输送到负荷中心，并由负荷中心将电能配送到电力需要的位置。事实上，不同区域的电压是不同的，但电能的性质与电力产生的作用大同小异。由此系统称之为配电网络。经济增长速度持续加快，科学技术更新的速度也不断加快。生产和生活的电力需求与日俱增。在这样一种社会现状下，就需要维持相对稳定的电能。在这一方面，配电的自动化就显得越来越重要。在电能逐步发展中，自动化将是配电网的必然选择。
在配电网络自动化发展期间，利配电网模式化界限方法，对确保配电网络的安全性与稳定性具有重要的作用。如电能输送期间出现故障，就能够迅速的进行隔离与排除，尽可能减少故障对生产和生活产生的影响。就当前的管理水平与技术现状，难以与现代化保持平衡。目前仍旧依靠经验进行规划与管理。而这种管理不能保障整个配电自动化的稳定性。
2.基于故障投诉电话的配电网故障定位
基于故障投诉电话进行配电网故障定位的基本原理是根据用户电话号码或用户代码搜索到与终端配电变压器连接的资料，大致确定故障的位置。
2.1上游追溯法
上游追溯法是故障投诉电话中应用最广泛的基本原理，它依据配电网都为辐射网的结构特点和网络设备间的拓扑连接关系，接到投诉电话后层层向上追溯，认为最后的投诉电话所属的区段为故障区段。该方法的主要缺点是对投诉电话中的不确定性因素无法正确处理。
2.2GIS定位法
将配电网投诉电话看作模式分类问题，并与地理信息系统（Geographic InformationSystem，GIS）结合，神经网络的输入为投诉电话在GIS内的坐标位置，输出为失电设备。该方法不需要知道网络的拓扑连接就可完成，快速有效。其主要缺点是，由于网络的复杂性导致难以保证训练样本的完整性。目前在我国城市中，家庭电话拥有率逐步升高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 另外，供电局的营业管理系统中保存有用户的有关信息，如电话号码、用户代码与终端配变连接的资料，可以方便地得到故障信息。但实际上电话的更改及是否拨打投诉电话都会形成不确定性。所以该方法虽然简单，但定位结果不精确，目前运用的也较少。该方法一般用于没有安装FTU的非测控区域。
2.3模糊集理论法
基于模糊集理论的方法[1]，利用了用户电话号码与配变之间的连接关系，以及配变与开关等设备之间的拓扑关系。接到投诉电话以后，由配变向上游追溯，找到其上游所有可能开断的设备（如熔丝、开关等），并将它们组成一个模糊子集，给这个集合中所有元素（设备）赋予一个隶属度，表示其故障的可能性，隶属度最大的区段被认为是故障区段。模糊理论有利于处理投诉电话中的不确定信息，但在隶属度函数及模糊算子的选择上还有待研究。
3.配电网故障定位技术发展趋向
随着分布式电源的加入[2]，配电网的结构将发生变化，网络拓扑将变得复杂，那么传统的定位方法有可能不再适用。分布式电源的接入会影响到系统保护的定值及定位判据[3]，需要建立相应的保护方案及定位策略，国内外已开始了相关的研究。结合目前配电网故障定位技术各方法的优缺点及对未来配电网故障定位技术的新要求，针对不同的情形需要应用不同的故障定位技术。例如，对于没有安装FTU的非测控区域采用故障投诉电话来进行故障定位；当采集到的FTU故障信息准确而且配网较简单时，则可以采用矩阵定位算法；当采集的FTU故障信息易发生畸变时，则应当采用容错性高的基于人工智能的定位算法。
4.配电网模式化故障处理方法
从实际使用中就可了解到，利用配电网模式化界限可提高配电效率与稳定性，尤其是多分段联络配电网、多供一备配电网与互为备用配电网、4×6配电网情形，模式化接线方式在其中具有非常重要的作用。
4.1 多分段联络配电网与互为备用配电网模式化故障护理
在配电网络构架中，利用此种接线方法可明显提高手拉手接线模式利用率。但需要将馈线分为不同段落，且设置成不同的联络开关与备用电源[2]。在此种接线方式的辅助下，一旦出现故障就能够利用自动化设备及时查找出出现故障的具体位置，将故障两侧最近开关跳开隔离，随后使用备用电源恢复分段区域的供电。如某个电源出现故障，只需要直接跳开该电源所在线路开关就可，随后就可对各个馈线段的开关与备用电源进行分别处理就可达到恢复供电的效果。
4.2 多供一配电网模式化故障处理
实际使用中，为提高配电设备使用效率，配电网中会经常使用多供一设备接线模式。N供1备接线模式的结构特点是，N条线路保持正常稳定运行状态，而其他相连的线路通常保持停止运行作为备用。但如果只是在网架结构上体现出这些特点，就很难将接线模式设备利用率高的特点体现出来。对此需要在出现故障的时候利用模式化故障处理方法。多供一备电缆配电网，如主干线出现故障，切断变电站出现电路的故障电流，并利用配电自动化系统或依据指示器或人工查线的方式确定具体故障的位置，随后将故障两侧相邻的隔离故障。
5.结语
电力系统的故障定位在电力抢修过程中扮演着十分重要的因素。本文具体针对一些常见和实用的故障定位方法做了详细的分析，着重分析了算法的基本原理，对于指导工作起到很大的作用。
参考文献
[1]王海斌，邱家驹.基于模糊集理论的配电网故障定位的研究[J].浙江电力，2009（4）：56-58.
[2]孙瑜.孤岛状态下含分布式电源的配电系统可靠性分析[J].电网技术，2008（23）：9-12.
论文作者:吴宗安,赵庆录,杨昭琦
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/16
标签：故障论文; 配电网论文; 电能论文; 投诉电话论文; 方法论文; 模式论文; 接线论文; 《电力设备》2017年第31期论文;