摘要：我国经济的不断发展，我国对电力系统及其自动化技术提出了相应的要求，主站建设作为配网自动化的核心部分，其主要目的是使配 电网的结构得到优化，配电设备技术等级得到改善。本文介绍一种基于故障指示器的主站故障定位实现方法，它将故障指示器上传的故障信 息进行分析，具有纠错和补漏功能，快速给出故障定位结果通知维修人员。该方法实现起来逻辑简单，成本较低，具有一定的实用性。
关键词：配电自动化；故障定位；故障指示器；配电主站
前言
因此，本文提出一种基于故障指示器的配电主站故障定位实现方法，依靠成本较低的故障指示器对配电线路进行监测，在故障发生时实时上 传故障信息到主站，主站经过简单的逻辑分析即可确定故障发生区段，该方法具有快速故障定位的能力，适用于各种电网结构中线路的监测 ，实用性强。
一、概述配电自动化主站系统功能
1-1、调控一体化支撑平台
支持软件包括公共支撑软件和平台支撑软件。公共支撑软件包括关系数据库软件、动态信息数据库软件、CORBA中间件等。
1-2、调控一体化应用功能
在确保配电网安全运行的前提下，以配网自动化为基础，以配网调控一体化智能技术支持系统为手段，优化配网运行、检修、抢修等配套机 制，跨区域调配抢修资源，实现配网调度、监视和控制的统一集中管理，提升配网故障异常应急响应速度，提高配网供电可靠性。
1-3、馈线自动化
主站根据各配电终端检测到的故障信息，结合变电站的继电保护信号、开关跳闸等故障信息，确定故障类型和发生位置。
故障定位：主站根据配电终端传送的故障信息，快速自动定位故障区段，并在调度员工作站显示器上自动调出该信息点的接线图，以醒目方 式显示故障发生点及相关信息。
故障区域隔离：主站进行故障定位并根据故障定位结果确定开闭所、环网箱及配电站的隔离方案，故障隔离方案可以自动或经调度员确认后 进行。
1-4、WEB
发布功能实现SCADA数据及时发布功能。配电运行相关人员通过浏览器能够浏览配电网的实际运行状态。
（1）配网特色管理功能
系统联络图和线路单线图之间可以方便的切换，并且相关的操作如置数、挂牌等操作可以在任意类型的图形上操作并自动同步。责任区管理 ：在运检部分别设立不同权限的工作站，并能分别在各配电工区使用工作站实现相应功能，各操作对象相互独立，互不干涉，实现信息分流 、报警分流、权限分流等。
信息分区分流：应用信息的分流技术对所有的实时信息进行有效的分流和分层处理，减轻网上的报文流量，提高响应速度，提高整个系统的 性能和信息吞吐量。
（2）配网网络分析功能
配电网络拓扑分析是配网所有分析应用的基础。配电网络拓扑分析用于构建动态的配电网络模型，模型体现了设备之间的连接关系、连通关 系、配电网络的实时状态，适用于任何形式的配电网络接线方式。根据模型，可进行带电区域划分进行动态着色，分析确定配电区域的供电 源点和各点供电路径。模型结构随着配电接线图的设备变更而变化，状态随着配电实时信息的刷新而相应变动。
（3）配网分析应用
潮流分析：根据配电网络指定运行状态下的拓扑结构、变电站母线电压、负荷类设备的运行功率等数据计算整个配电网络的节点电压，以及 支路电流、功率分布。合环潮流：合环操作，将引起原供电电源区域的潮流变化，为了保证电网运行的安全性，有必要进行合环潮流计算， 以检验相关支路的潮流其有功、无功、电流的数值以及母线电压是否越限。
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二、研究配电自动化主站系统故障定位的应用
2-1、故障指示器
故障指示器是安装在配电线路上，用于检测线路短路故障和单相接地故障，并发出报警信息的装置。当故障发生时，故障指示器能够实时检 测到故障信息，现场进行翻牌或闪灯警示，线路巡视人员可通过观察故障指示器直接判断是否有故障发生；故障指示器通信终端也可通过 GPRS将故障信号上传到配电主站；主站进行分析处理后，在故障报警的同时将定位结果通过短信方式发送到线路维护人员手机上，通知抢修 人员赶赴现场及时排除故障，恢复供电。使用故障指示器进行故障定位成本低，效果直接明显。
故障指示器原理如下：在检测线路上安装故障指示器，当某点发生接地故障或相间故障时，在电源点和故障点之间会构成回路，线路上会产 生故障电流，故障指示器一旦检测到该故障电流，则产生故障报警动作，因此在最后一个动作的故障指示器和第一个未动作的故障指示器构 成的区间，就为故障点所在的区段。如图2所示：故障点位于3和4之间，因此故障指示器1、2、3均能检测到故障电流，进入报警状态，而故 障指示器4、5仍为正常状态。
2-2、配电主站故障定位
故障指示器在故障发生时上传动作信号后，需要配电主站对上传数据进行分析和处理，才能最终形成定位结果进行报警提示。以往基于电网 拓扑模型的各种定位算法，不仅算法复杂繁琐，电力拓扑结构的建立也需要耗费大量时间。而基于故障指示器的故障定位，只需对某线路建 立模型即可，无需对整个电网进行分析处理，大大节约了时间。
我们可以从复杂的电网结构中抽离出所需监测的线路进行故障定位处理，在计算机程序设计中，每一条监测线路设计为一个链表，每一个故 障指示器设计为链表上的一个节点。
故障定位处理流程如下：
（1）当线路上有故障发生时，动作的故障指示器会依次上传故障信号，当主站接收到第一个故障信号时启动定位处理流程，考虑到信号上 传有一定的通信延时，故等待10秒，以便接收所有的故障信号，设接收到故障信号对应的故障指示器结点为故障结点。
（2）等待结束到后，以该线路上序号最大的故障结点为起点，向上遍历链表，直至头结点，并记录故障结点个数。
（3）进行纠错和补漏，设定故障结点序号最大为n，故障结点个数为f，如f/n<30%，则认为故障结点为误报，转入纠错处理，不作故障定位 。如f/n>70%，则该线路上存在故障结点漏报，标识漏报结点，进行故障定位。
（4）对于满足故障定位条件的，则认为故障点位于序号最大的故障结点与下一结点之间，进行故障定位报警处理，至此故障定位处理结束 ，根据结点配置信息获取实际故障指示器安装位置，通过短信方式发送到抢修人员手机上，抢修人员即可迅速赶往故障点排除故障。
三、结论
传统意义上的配电自动化系统具有故障定位、故障隔离和供电恢复功能，需要大量的配电设备，通信设施等来设计、综合成本高、施工困难 ；同时故障定位算法对于现实复杂的电网结构实用性不强，可靠性较差。本文介绍的故障定位方法虽然未能实现故障隔离、供电恢复这些功 能，但适用于各种电网结构，实现成本低，定位处理逻辑简单、计算速度快，实用性强，可用于对主干线路、重点线路进行监测。各电力局 应结合当地经济发展水平和自身的实际需要，选择适合自己的配电自动化的故障定位解决方案，基于故障指示器的故障定位系统成本低，实 用性强，能提高供电可靠性，具有广阔的市场前景。本文介绍的故障定位处理方法较简单，只适用于单条线路上的故障监测，要实现较复杂 的线路监测或全网的故障定位，还需在此基础上继续研究，今后也应考虑将故障指示器与FTU等配电设备结合起来的故障定位算法。
参考文献：
[1]李卫.配电网故障自动定位系统研究及应用[D].华北电力大学，2011.
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[3]卢欣.基于故障指示器的配电网故障定位研究[D].天津大学，2011.
[4]张宏波，袁钦成.故障指示器在智能电网中的运用[J].能源技术经济，2011.
论文作者:刘军,何江兵,陈东胜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/13
标签：故障论文; 指示器论文; 结点论文; 主站论文; 线路论文; 电网论文; 信息论文; 《电力设备》2018年第12期论文;