摘要：电力行业作为一个涉及较多部门的系统在我国的工业体系中占据至关重要的地位，关系着我国经济的发展和社会的稳定。配电网在电力系统中承担着安全运输电能的重要的重要作用，新时期下社会对电力能源的需求增加，进一步提高了对配电网的要求。如果配电网在发生故障时不能够及时的处理解决，对国家和人民将带来不同程度的损失，关于故障的查找和排除已成为电力配电人员的工作之重。对此本文针对配电网线路的故障定位系统展开相关的探讨和分析。
关键词：配电网；故障处理；故障定位系统
配电网线路覆盖面较广，在日常运行中极易出现多处跳闸以及单相接地的故障，为确保电力系统的稳定性运作，所以及时、快速并且准确的查找故障点进行隔离和检修工作至关重要。尤其是在配电网自动化和智能电网的建设过程中，对于配电网的故障检修和定位是开展相关工作的重中之重。配电网故障定位系统的研发有效的提高了配电网故障排查的工作效率，提供了安全可靠的供电环境。但是关于故障定位系统中如何高效实现故障的定位还需要相关系列配套的设备软件来实现，为完善改进故障定位系统对其系统进行相关的深入研究很有必要。
一、我国故障定位系统研发现状概述
我国配电网主要有变电站、架空线路、电缆线路等组成，配电网的电压为110Kv以下，城市和农村的电网分别为35Kv和10Kv。高压配电网通常情况是指1Kv以上的电网线路，额定电压在6Kv-10Kv和35Kv；低压配电网是指1Kv以下的电网线路，额定电压为单相220V和三相380V。根据我国配电网的特点，我国已有较多的科研人员和研究机构对配电网进行深入的分析研究，并取得了一定成果。近几年为实现供电可靠性达到99.6%的目标，配电网故障定位系统得到大力的推广使用。电力行业内关于配电网故障定位系统常用的故障定位方法有主动式定位法和被动式定位法两种。
主动式故障定位法是指在配电网系统中发生故障后在故障线路设置特殊的信号，借助连接设备对该信号进行跟踪，进而实现对故障点的定位，例如：注入信号法等。被动式故障定位是指在线路中发生故障后，通过对故障点发生的瞬间电流、电压和无故障时的电流、电压进行比较，根据其比较的特征的进行故障点的确定，例如：阻抗法、行波法等。
二、配电网故障定位系统工作原理概述
（一）CT取电
在线取电部分使用CT取电方式，在线路中借助特制的制线圈在高压输电线上对交变的电场进行感应，设置过流和过压保护、功率控制、整流滤波以及稳压变换输出电压稳定的直流电流，有助于在监测终端的后续电路实现稳定电流的供给。
（二）故障定位
故障定位原理主要针对故障发生的原因以及类型进行相对应的定位，在10Kv架空线路中的故障有单相接电故障、两相和三相短路等，值得关注的是三相短路发生的频率不高但是危害最大，一旦在运行过程中发生短路，电流往往高于正常的负荷电流，其所带来的热性应以及电动力效应对电气设备有巨大的破坏作用。两相短路和两相接地短路在发生频率中略高于三相短路，对电力系统同样也具有破坏作用，不利于配电网的安全性。单项接地故障在所有的故障中发生频率较高，并且其故障信号较之短路故障而言不明显，致使配电网工人很难找到故障点进行排除，所以需要对电网的架空线路发生故障的信号进行分析，进而应用到检测警示模块中[1]。
三、配电网故障定位系统需求概述
（一）配电网故障定位系统运行流程
本文的配电网故障定位系统参考依据为配电网线路中的实时电流数据的特征以及计算的零序电流相位的差对故障类型进行判断分析，进而确定故障点的一种在线故障定位系统。该故障定位系统可以对故障中的单相接地故障、短路以及断路故障进行准确的判定。在配电网线路在正常运行的状态下，监测终端可以通过CT取电提供的后续电能开展工作，并能对锂电池进行充电。锂电池可以在线路电力较小或者因故障发生断电后可以满足后续电路的电力需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在配电网运行发生故障时，监测终端可以通过无线自组网模块将故障点的电流信息传送至中心站，中心站对其信息进行分析后进行故障点位置的判断。
（二）需求分析
使用该故障定位系统时在各模块系统中针对使用人员的需要进行开发，可以满足其开展工作的对系统的要求。使用人员在工作中可以在室内在线监测配电网各路段的运行情况，故障发生时，监控中心收到监测终端传送的故障信息后，通过分析后得到故障点位置，在配电网简图中进行标示并发出警示。实现了电力企业对故障排除的高效工作和资源的优化配置。
（三）性能分析
配电网故障系统在操作中应充分以下几点性能：第一，对故障信息到监控中心到分析结果的时间进行优化，能够最大限度的缩短时间并对故障点精准定位；第二，系统的可操作性应满足人性化需求，界面简洁清晰，难度较低；第三，为确保系统的长远发展，增加对系统维护性以及开放性的考虑，实现对系统的实时性更新和维护[2]。
四、配电网故障定位系统相关设计概述
（一）在线取电子系统
在线取电主要采取CT取电方式，主要有取电磁芯、取电线圈、冲击保护电路、过压保护电路、功率控制电路、整流滤波电路、DC/DC电路、电源管理模块、锂电池组成。在采集线路电流的互感器上缠绕线圈将取得的电能和原电流互感器取得的电能进行并联，为确保在启动时系统的电流降低，将启动线路的电流由50A降低到30A，可以有效的在线取电子系统在30A-300A范围获得足够的电能，实现后续电路的稳定。
（二）故障电流分析子系统
该系统是整个故障定位系统的核心，其功能在于对配电网线路三相电流的采集和对故障点电流的分析，与系统故障点的精准定位有着直接的影响。故障电流分析子系统设置了A、B、C三相传感器，A相传感器功能为分析；B相传感器功能为控制。在B相控制传感器设置了GPS模块，在运行过程中收到GPS秒脉冲时，可以控制三相传感器同时对线路的电流进行采集，将采集到的电流信息传送给A相传感器，A相传感器进行对采集电流信息的分析，并将分析结果和故障数据借助无线网模块发送至监控中心站。
（三）监测点子系统
监测系统的软件主要有故障判定程序、AD采样子程序和通信程序三部分，A相传感器对采集的电流信息进行分析后对零序电流值进行计算，进而得出电流信息是否反映发生单相接地故障，零序电流值变小甚至为零时，对三相电流技进行短路故障的判断。单片机初始化程序中主要功能实现依靠单片机的I/O接口和内部集成外设的工作方式进行设定，然后控制I/O接口和外设的工作方式来运转。该初始化程序包括对系统时钟、I/O接口、UART、定时器、ADC0以及外部中断所有的初始化。
相间数据传输程序中通过单片机对nRF2401模块进行传输数据的收发，能够满足三相之间的数据传输和交互功能，B相传感器在收到GPS脉冲后，向A相和C相传感器发送电流信息采集指令，完成20个点采集后，B相和C相将采集的信息发送给A相，并将nRF2401模块设置为发送模式，A相将nRF2401模块设置为接受模式，进而实现对电流控制的采集和分析[3]。
结束语
综上所述，故障定位系统的深入研究将故障指示器、单片机以及网络技术进行有效的结合，实现了对故障点的高效、精准定位。系统积极采用了现阶段发展成熟的技术，制造成本较低，能够实现故障定位系统的广泛应用。对于系统中存在的一不完善地方需要在使用过程中相关技术人员的反馈不断改进，从而推动故障定位的更高效性、更精准性发展。
参考文献：
[1]齐泽力.配电网故障定位系统的研究与实现[D].华北电力大学，2016.
[2]徐诚.新型配电网单相接地故障定位系统的研究及实现[D].华北电力大学，2016.
[3]周科峰，黄海.故障定位系统在配电网故障处理中的应用[J].陕西电力，2010，04：71-73.
论文作者:刘伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/8
标签：故障论文; 配电网论文; 电流论文; 定位系统论文; 在线论文; 线路论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第10期论文;