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摘要：配电网作为电网供应链的终端环节，直接面向社会和电力终端用户，是电网的重要组成部分。近年来，随着经济的发展，人们对供电服务、电能质量的要求越来越高，建设具有信息化、自动化、互动化特点的智能配电网意义重大、需求迫切。配电自动化是提高调度运行控制及故障处理能力和提升配网运维检修能力的重要技术手段，配电自动化工程的实施将为智能配电网的实现打下坚实基础。因此，为了尽可能避免事故性的停电现象，降低电网电压的波动，减少电网故障所带来的巨大损失，电力系统配电网自动化系统的研究就受到越来越多的重视。行波测距原理能够对难于准确定位的故障类型精确定位，并且算法简单，耗时较小，易于硬件实现，对配电网精确故障定位装置的研制提供了理论和技术依据。
关键词：配电自动化系统；配电网；行波测距原理
1、引言
基于配电自动化系统以及现有断路器和柱上开关，提出了一种用现场检测到的断路器和柱上开关反馈的信息完成对故障段的定位，利用行波测距原理在此故障段上完成对故障点的精确定位。最后进行了实例验证，仿真结果和实例验证结果都表明，利用行波测距原理能够对难于准确定位的故障类型精确定位，并且算法简单，耗时较小，易于硬件实现，对配电网精确故障定位装置的研制提供了理论和技术依据。配电网馈线自动化是配电网自动化系统的主要功能，而故障定位又是配电网馈线自动化的重要部分。特别是当故障发生后，能够及时精确地对故障点进行定位，并对非故障区迅速恢复供电，尽可能地减少因故障导致停电对社会经济生活造成的影响和损失至关重要。
2、配电自动化配电故障定位构建方案
基于现有配电自动化系统，通过具有数据采集和通信功能的开关控制器（FTU）及断路器和分段器相互配合，对现场开关进行远程监视和控制。当线路上发生故障后，通过现场的故障检测装置检测故障。并将故障信息通过信息传输通道送到控制中心，控制中心根据网络拓扑数据库中的信息，及开关在故障发生前后的开关状态，判断故障区段。并通过对数据的分析比较与配电自动化系统的遥控功能相配合，实现对故障段的定位，然后用行波法测距原理实现精确故障点定位。
3、线路结构和拓扑数据库的建立
（1）线路结构：可在变压站的n回配电线路上从变电站出口断路器开始在线路上安装架空配电线路断路器及柱上分段开关。按架空配电线路断路器、柱上分段开关的不同编序号，以安装架空配电线路断路器、柱上分段开关的次序进行分段编号。
（2）拓扑数据库：建立一个能对系统实时数据（主要是从现场采集到的现场数据）、断路器状态及柱上分段开关状态、负荷、裕量值（随季节变化），以及线路结构—开关关联的数据库。该数据库的信息应是各线路正常时通过现场采集的实时信息和故障异常时的线路信息。数据库应对线路进行实时监控，并每隔一段时间刷新一次
4、故障诊断及定位
（1）故障判断：当控制中心接收到数据库故障信息时，根据数据库信息判断故障区域（故障段分析模型如图1），为了讨论方便假设线路为短路故障，若检测到QF1跳闸，线路1失电，若间隔2秒钟断路器QF1合闸成功，则为瞬时性故障，反之则为永久性故障。
（2）故障段检测方法
若L11段出现故障，QF1合闸后，检测到QS11没有负荷信号反馈，且QF1跳闸；若L12段出现故障，QF1合闸后，检测到QS11合闸后电压正常时间超过Y时间，合闸成功，有负荷信号反馈，而QS12在Y时间未到电压既再次消失，合闸不成功，没有负荷信号反馈，并且QF1跳闸；若L14、L15出现故障，检测过程与①②段故障类同。若L16出现故障，检测过程与③段故障类同。
（3）故障点精确定位
以上方法能方便的判断出出现故障的线路段，行波故障定位法能精确的计算出近（80—150km）故障点，从而实现了整个线路故障点的精确定位。基本原理是在线路一侧及在故障段断路器处设置故障检测元件，检测线路一侧流过的暂态电流，该测距法是利用装设于故障段两端及断路器处的测距装置接入来自故障点的暂态行波信号，使用高通滤波器滤出行波第一个波头脉冲，只需要有一个精确的时间参考，现代科技的发展完全可以提供这项技术。测距原理是根据故障点产生的行波在测距端至故障点间往返的时间与行波波速的乘积来确定故障距离。当故障发生在线路中点以外时，到达本终端的前两个波头之间的时间来确定的距离为对端母线到故障点之间的距离。在两端间确定故障位置的公式如下：Smf=1/2[L+1/2（t1m-t1n）v]Snf=1/2[L+（t1n-t1m）v]式中Smf、Snf分别为故障点距m端和n端的距离。t1m、t1n分别是故障行波首次到达m端和n端的时刻，t2m、t2n分别为第二的波头到达两端的时刻。线路全长为L。
5、小结
本文提出的基于配电自动化系统的故障精确定位系统，可以有效提取行波信号故障特性，准确测量行波信号在故障点折射时刻，实现对故障点的精确定位。该算法简单，耗时较小，直接嵌入配电自动化系统，易于硬件实现。经仿真实验证实，此方法具有较高的可靠性及快速性。
参考文献：
[1]许光泞，苑鸿骥，赵文龙.配电网故障定位的一种计算机实现方法南昌航空工业学院学报2001年1月
[2]王其玉，勒付魁，韩立奎，潘玉英，王传江.配电网故障自动定位、隔离与恢复系统的实现2004年第7版
论文作者:何臣冲
论文发表刊物:《河南电力》2018年4期
论文发表时间:2018/8/17
标签：故障论文; 线路论文; 断路器论文; 精确论文; 配电网论文; 自动化系统论文; 信息论文; 《河南电力》2018年4期论文;