摘要：在配电线路中，故障定位技术为电网线路的稳定运行提供重要的支撑，线路故障定位技术的应用，不仅能将故障点与其他分支线路进行隔离，还能够初步判断故障点位置所在，为维修人员在线路检修时缩短工作时间。
关键词：10kV电网；故障定位
配电网分布广、结构复杂，在城区电网架空线路多与电缆线路混合分布。对于保护不完善的线路，一旦线路某区段发生接地故障，则需要通过多次开关的操作才能将故障隔离开。故障处理时间长，易造成较大面积的停电，故亟需进一步提高故障定位和处理水平。本文就配电网故障定位方法进行深入综述，以帮助检修人员快速找到故障点，对故障进行隔离和处理，这对加快恢复供电速度具有重要意义。
1 配电网故障定位的难点
研究适合于配电网的故障定位算法，须明确配电系统自身的特点。配电网故障定位过程中主要有如下五点因素需要考虑：（1）配电馈线容易受各种情况影响而发生故障，如不利气候、设备故障、交通事故等，因此发生故障的几率很大；（2）配电网拓扑结构多为辐射型，主干线大都带有分支线及子分支线，使得对网络的等效化简及故障排查变得更为复杂；（3）通常情况下配电网中三相线路并不对称，因而输电网中常用的基于对称分量法的故障定位算法不能直接引用到配电网，配电网故障处理算法最好采用三相不对称参数；（4）频繁的不对称倒闸操作，可能会使系统不对称程度加大，也会使得配电网的运行方式不确定，出现同一系统在不同时刻的网络拓扑发生变化的情况，为配电网故障定位技术提出新的挑战；（5）配电网的负荷类型并不确定，有单相、两相及三相之分，同时负荷随时间的波动性较大，使得负荷模型的选择成为影响定位算法性能好坏的重要因素。这样，对配电网故障定位技术而言，需尽可能地考虑配电网自身的特点，吻合配电网的实际状况，不能因追求自动化而盲目自动化，定位算法要有广泛的适应性。只有这样才能更加准确、快速地定位故障，以缩短用户的停电时间，降低故障对系统的危害。
2 配电线路故障定位的方法分析
随着我国对供电需求量的逐渐增大，提高配电线路故障定位工作的有效性，保证供电的稳定性以及安全性，已经成为当前供电工作中的一项重要工作内容。
2.1 基于故障指示器的故障定位系统
以故障指示器为核心的故障自动定位系统主要由故障检测探头、子站、中心站、主站和通信系统。探头是指带动作信号远传的故障指示器，通信方式主要有无线(架空、电缆系统)、光纤(电缆系统)两种方式。
故障检测探头能检测架空裸线、架空绝缘线、电缆线路的短路故障和单相接地故障。按照使用场合不同，使用不同型号的指示器。为了检测单相接地故障，对于中性点不直接接地系统，需要在变电站中性点、母线或者某条出线上安装一台信号源装置，当单相接地故障发生时，该信号源会自动向系统注入一个特定序列信号，用于探头检测。
（1）故障指示器的工作原理
配电线路故障指示器按功能分为短路故障指示器和短路、接地故障指示器，一般由电流和时间检测、故障判断、故障指示驱动、故障状态指示及信号输出和自动延时复位控制等部分组成。当线路发生故障时，通过检测导线的电磁感应来检测线路的电流变化，判别故障，给出故障指示。线路故障指示器采用机械式旋转翻牌指示故障，线路正常运行时为白色，线路发生短路故障时为红色。
（2）故障查找方法
当线路发生短路故障时，故障线路上从变电站出口到故障点方向的所有故障指示器均翻牌指示，而非故障线路、非故障分支和故障点后的故障指示器不动作。这样，抢修人员从变电站出发，沿着故障线路找到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，就找到了故障发生区间，从而迅速确定故障区段、分支及故障点。
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（3）故障指示器安装原则
为了方便巡线人员查找线路故障，有效地缩短查找故障时间，故障指示器安装地点要按照下列原则进行选择。
①安装在长线路的中段和分支入口处：可指示线路故障区段及故障分支。
②安装在变电所出口：可判明是变电所内或变电所外线路故障。
③安装在用户配变高压进线处：可判明故障是否由用户原因造成。
④安装在电缆与架空线连接处：可区分故障是否在电缆段。
每个安装地点的三条导线分别安装一只故障指示器，可以区分发生短路故障线路具体是哪相导线。
（4）故障指示器的应用效果分析
过去线路发生短路故障时，一般采用盲目巡线的方法查找故障点，当故障线路过长、分支过多时，巡线人员不能长时间集中注意力，不容易发现小故障点，费时费力，工作效率低。当巡线也发现不了故障点时，最后只能采用分段合闸送电的方法查找故障，这种方法危险落后，容易导致二次故障，造成故障范围扩大。
2.2 分段定位技术在配电线路故障定位中的应用
（1）使用电流法对配电线路故障进行定位
当电路出现短路故障时，电路中的电流就会突然间增大。因此，采用电流法来对配电线路的故障进行定位是十分有效的。电流法的应用，离不开指示系统以及信号接收装置的应用。比如，在配电线路出现短路故障时，信号接收装置就会将收集到的信息反馈给计算机系统，然后通过计算机中相应的软件对数据进行分析，来进一步确定故障的产生位置，并对发生故障的部分线路进行断电操作。这种方法的应用，既能够准确定位线路故障，又能够防止配电线路故障的进一步扩大，为整个供电线路的高效工作提供保障。
（2）使用电流注入对配电线路故障进行定位
当配电线路出现故障时，会产生特殊的电流信号。因此，通过对这种特殊电流信号发出位置的分析，就能够实现对配电线路的故障定位。第一种方式是，在配电线路的各个支路上安装相应的信号接收装置，在保证电路故障定位准确性的同时，实现对配电线路的分段控制。第二种方式是，配电线路维修人员在进行故障检测时，可以使用信号探测器来对电路的故障点进行排查。电信号具有一定的连续性，当信号探测器的信号突然消失时，就可以判定该处电路存在问题。将这种方式应用到电路故障检测中，能够有效提高故障定位的准确性，降低配电线路故障维修的工作难度，保障用电质量和电路维修人员的人身安全。
五、配电线路故障定位应用效果
某供电公司在配网故障定位系统上线后取得了很好的经济效益与社会效益。故障停电时间从原先发生故障时传统方法排除故障所需的三小时以上缩短到至今的一小时左右。
以某条10kV线路为例，这条线路公变负荷为10400kVA、专变负荷4585KVA。事故停电损失32520kWh为例。在每年的台风雷雨季节，以每年接地次数6次计算，按照发现故障点最短的时间3小时计算，每年电量损失在（10400+4585）*3*6/1000=26.973万千瓦时左右。通过配网故障定位系统把故障排除时间节约到半个小时到一个小时左右，这样每条配电线路发生故障时电量损失在（10400+4585）*1*6/1000=8.991万千瓦时左右，减少损失电能损失17.982万千瓦时。
参考文献：
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[3]陈顺，陈松.浅析配电线路故障定位的方法[J].大科技，2015，（4）：36，37.
论文作者:陈大欢
论文发表刊物:《中国电业》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/5
标签：故障论文; 线路论文; 指示器论文; 发生论文; 配电网论文; 信号论文; 电流论文; 《中国电业》2019年第08期论文;