摘要：近年来，随着我国经济快速发展，电力工程发展的也越来越完善。配电网直接的受用者是广大用户，配电网在保证供电质量、提高电网运行效率和创新用户服务方面具有重要地位，配电网的故障检测与保护是保障配电网安全运行、实现配电网自动化不可缺少的组成部分。配电网自动化系统的结构越来越复杂，运用先进的无线传感网络技术构建电力无线通信网逐渐成为配电网自动化领域的重要研究方向。采用先进的故障智能检测技术，确保配电自动化系统的顺利运行，具有重要的应用意义。传统的双端测距法利用线路内部故障产生的初始行波，到达线路两测量端的绝对时间之差，计算配电自动化故障发生位置，存在故障检测效果不明显，错误率较高的问题。因此，文章提出基于无线传感器的故障智能检测方法，提高故障检测结果的精度，增强配电自动化系统的稳定性。
关键词：配电自动化;系统故障;智能检测技术
引言
与过去电力配电系统相比，配电自动化系统无论在运行还是控制管理方面都具有极大的优势，能有效的应对电力网络日渐复杂的情况，同时还满足节能减排要求，是电力走向高效、低能耗的重要途径。而现代化社会发展中，网络技术、通信技术、电子技术等，都为电力配电自动化技术发展提供了支持。为了更好的促进电力事业发展，加强对电力配电自动化技术的研究具有十分现实的意义。
1概述
配电自动化系统故障智能检测技术是智能电网自愈技术的重要表现形式，不仅包括了传统配电自动化对故障的快速处理，还强调对配电网故障前的预防和预警以及故障处理后对非故障区域的供电恢复。不仅依靠自动化装置，还注意其余保护装置的配合，实现更全面的自愈运行。
2配电自动化系统故障智能检测技术
2.1中性点不接地单向接地故障检测法
在配电自动化系统中当电网处于正常运行状态下，三相的Va、Vb和Vc电压值保持均衡，且该三相电压对应的电流值相加和为零。现假设某配电自动化系统为空载状态，将配电自动化系统中对地的泄露电导忽略不计，对配电自动化系统进行故障检测，图1为中性点不接地配电自动化系统单向接地故障检测图。
图1中性点不接地配电自动化系统单向接地故障检测图
2.2基于无线传感器的故障智能检测方法
无线传感器可以进行数据采集、数据传输和数据处理等功能，其中传感器节点自身就具有对危险数据进行检测和收集的功能，各节点通过单跳或多跳的形式实现数据的交换，传感器还具有节点结构部署简单可以在恶劣环境中工作的特点，将无线传感器应用于配电自动化系统的智能故障检测中能够使其优点得到最大利用。图2为基于无线传感器的配网自动化系统故障检测结构图。依照图2中结构图，基于无线传感器配网自动化系统故障检测方法，依据无线传感器消弧线圈参数的变动造成电抗值、配电自动化系统零序电压和零序电流改变的情况，对配电自动化系统故障发生的位置实施判定。
图2基于无线传感器配网自动化系统故障检测结构
2.3配电自动化系统实现前后故障处理对比
负荷点的可靠性指标仅仅表现出单位负荷点的供电量和可靠程度，并不能在实际表达上表现出供电可靠性，需要从实际角度出发进行试验，获得数据。配电自动化系统实现前后故障处理的时间对比。故障处理主要分为七个阶段：元件故障、故障隔离、故障重构恢复供电、故障元件修复和网络恢复。阶段完成后就可恢复正常，可以看出使用前后的时间变化，使用后的时间最短，且简单便捷。每当电路中的元件发生故障，高压配电区间的动作开关将自动断开，故障元件左右两侧的配电自动化开关将元件隔离，经多联络结构模型和联络树的共同运行，重新构造该区间的网络电路行，而没有故障的区域继续正常运行，恢复供电。另一方面，为达到一定的潮流约束和容量约束，切除故障的过载负荷点和超过电压限制的节点。故障上报、定位及网络恢复这三个步骤变为自动化处理，大大减小了处理时间，使处理问题的最短时间不超过1min。同时，在配电自动化技术中，电流网络还可以进行重组加工。
2.4故障点自动定位技术
传统故障点定位技术不能适应配电网复杂的网络拓扑结构，定位精度不够。智能配电网故障点自动定位技术是以调度控制主站为中心，在各配电网馈线上安装检测点，形成了一个统一的定位、检测及通信的故障定位系统。控制中心主要实现数据实时采集、分析及故障报警和定位功能。而检测点由故障指示器和数据采集器组成，其工作原理是在负载电流叠加上带有故障信号信息码的电流，从而形成故障定位信号。智能配电网故障定位算法主要有行波算法、神经网络算法、基于FTU的故障定位等故障定位算法。智能配电网故障点自动定位技术的关键是即时通信，其利用数字识别技术，故障指示器和数据采集器有唯一的地址，以方便主站快速定位故障点。
2.5配电线路载波通信技术
现阶段，光纤是电力通信系统的主流形式。光纤具有可靠性高、容量较大、传输效率较高的优势，在电力企业发展中扮演了重要的角色。而在社会科学技术不断发展中，越来越多现代化技术引入其中，降低了光纤成本，为光纤在配电自动化系统中的普及工作提供了重要的支持，而相关工作人员积极进行研究。然而，相对于低压配电网而言，电力终端设备不断增加，也增加了电力通信系统复杂性，光纤通信会增加电力企业运营成本，且可行性相对较差，还存在一定的问题。因此，未来的研究中，应该以研究通信速率更高、稳定性更强的载波通信技术为主。配电线路载波通信技术能够继承光纤通信的有点以及全部功能，同时能够为电力用户提供网上综合通信服务，方便用户实时查询电价信息，还具有远程读表功能，具有明显的应用价值。
2.6保护技术
传统的配电网馈线过电流保护的工作原理主要是反应电流增加而动作的，但配电网的运行方式多变。如图1所示，若配电网系统中F1点故障时，各点所配置的馈线（终端2—Q102、终端3—Q202支路）对故障电流的灵敏度不够而不在保护范围内，若只靠馈线终端本身的信息量无法准确定位故障点所辖范围，从而失去了选择性，导致扩大停电范围。智能配电网提出的“区域/广域保护控制系统”即网络式保护技术，可综合各种完善的保护原理及基于区域各点的故障信息，快速识别故障，并与过载联切、频率电压控制及备自投功能相配合，对故障隔离、快速恢复供电，避免故障后由于上下级保护之间的配合不当，保护与控制功能的配合不当，导致故障范围扩大，并通过自动化恢复供电的有效及快速控制。
图3典型系统馈线图
结语
综上所述，新配电自动化系统的故障智能检测方法，对配电自动化系统进行故障检测时，可以解决传统双端测距法存在的检测准确率低的问题，提高配网自动化系统的安全性，增强配网自动化系统的运行效率。
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论文作者:苏新
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
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