张艳辉
国网山东省电力公司寿光市供电公司? 山东 潍坊 262700
摘要：随着电力系统的发展，以配电网及新能源电网为代表的多分支输电线路正在不断增加，导致电网拓扑结构越来越复杂。此外，新能源电网因地理位置复杂多变，环境恶劣，使得输电线路故障频发，故障位置不易查找且难以及时修复。这些对需要保证安全可靠供电的电网是严重的威胁。因此，当输电线路发生故障后，快速准确地查找故障点并修复，能有效保证电网安全可靠的供电。这是研究输电线路故障定位的意义所在。
关键词：10kV；配电线路；故障；自动定位系统；应用；
引言
随着电力系统的不断发展，架空输电线路的分布范围越来越广，然而线路的运行环境受多方面的影响，引起线路跳闸的因素包含很多方面。当输电线路发生故障跳闸后，如何快速准确定位成为电力系统重点关注的方向之一。通过快速查找故障位置，排除故障原因是确保电网安全的前提条件。针对一些隐蔽故障，运维单位难以在较短时间内查找到故障位置，给运维单位造成很大的压力。目前，架空输电线路主要采用在线监测的方式进行故障定位，其中行波法使用范围比较广，该技术较为成熟，使用该技术设计的分布式故障诊断系统，大量应用于架空输电线路，提高了输电线路的故障定位精度。
1故障自动定位系统
在当前形势下，故障点定位主要采用线路故障指示器和线路FTU两种方法。线路故障指示器可以对故障点进行分段定位，但是大部分都没有自动定位的操作功能，一旦配电线路发生故障后，就无法在第一时间完成自动化的定位，需要相关的专业人员上前进行排查和维修，耗费了大量的人力、时间。而线路FTU具有自动定位功能和隔离技术，但是该技术的投资成本相对于前者比较高，在一些偏远的山村无法大力推广。经过多年研究发现，线路故障监测技术包含故障指示器、GPRS通讯技术的特点，可以对配电线路的故障进行迅速定位，找到准确的故障点，而且应用过程中的操作成本也非常低，值得推广。配电线路故障定位系统主要应用在相间接地短路故障点和单相接地短路故障点的检测中，在故障指示器中启动，显示灯为红色，而且还会发出无线调制编码的信息，在线路上，信息会直接被IPU所接收，并根据实际情况制定完善的解调解码进行实施，之后综合地址信息和编码信息，将综合内容进行发射。监控中心中的数据处理系统和转发系统，在接受IPU所发出的信息后同样会制定完善的解调解码并合理化的实施。解调工作结束之后，会将相关信息数据发送给通讯主站，再次实施解码调试，调试后，控中心的计算机会接收到由104接口所传送的信号，并利用计算机给予综合性的处理，对错误的数据进行纠正，判断运算的逻辑性等，并将故障通路定位在电子地图中进行标记，利于检修人员直接根据标记点进行判断、分析，用有效的方法进行处理，极大提高检修人员的工作效率。
2故障分析法
2.1参数识别法
参数识别法是已知输电线路模型的条件下，求解线路模型中一些未知的参数，如电阻、电感、故障距离等。对不同的线路故障下建立不同的数学模型，利用相模变换得到的零序电压、电流数据求解模型参数，依据得到的线路对地电容判断实际发生的故障是否符合所建立的模型，从而进一步识别出故障线路。该方法应用于基于模型参数识别的小电流接地故障模型，验证了可行性。对基于电压源换流器的直流网络中的电缆故障进行了详细的分析，并对需要避免的故障最严重的阶段进行了识别和定义，将故障暂态阶段分类直流侧电容放电阶段、二极管续流阶段、交流电网侧电流馈入阶段。通过对故障暂态初始阶段的分析，提出了一种同时估算接地电阻和接地距离的方法。利用电压源换流器两端并联的大电容，通过参数识别的原理列写包含线路参数和过度电阻的故障距离函数，最后解方程得到故障位置。利用参数识别的原理避免了行波法波头难以测定的缺点，还提高了测距精度，将此方法应用于Ｒ－L数学模型，验证了可行性。
2.2智能算法
人工智能是近年来热门、新兴的科学技术，常用于研究、拓展人智能的理论、技术和方法，该领域包括了语言识别、图像识别、机器人模拟等，将人工智能运用在电力系统中，符合当下物联网的发展趋势。提出了一种采用2级反向传播(BP)神经网络的输电线路故障测距方法。通过分析不同过渡电阻情况下，双端电气量随过渡电阻的变化情况，提出了先区分过渡电阻不同区域再进行精确定位的研究思路。提出了一种基于遗传算法的高压直流输电线路故障定位方法。该方法以线路参数和故障距离作为遗传算法的变量，该方法不受过度电阻的影响，但这种方法的缺点是不精确，而且依赖于遗传算法在不同故障模型中的选择。
3故障快速自动定位系统应用基本配置和要求
3.1短路故障
线路首端开关速断定值与变电站出口过电流保护定值配合方式，将线路短路故障遮挡在线路首端开关，有效阻止了线路短路故障越级到变电站。同时在线路适当位置安装分段开关，分段开关投入“无压分闸、来电延时合闸”控制模式，同时投入5s以内再次失压跳闸闭锁合闸功能。线路分支短路故障：在线路分支T接杆上安装分界开关，并依据分支线路所带负荷计算和投入短路故障保护定值，来完成故障定位与隔离。同时在分界开关上投入一次重回闸功能，来解决因瞬时故障造成线路长时间停止运行的问题.
3.2配电设备故障
运维故障也会造成10kV配电网线路不能正常运行，其中配电设备发生故障属于一个比较严重的故障，不仅需要及时发现故障，还要能够进行处理。一般情况下，配电设备比较长出现的故障表现为以下3个方面。1）配电自身的问题。有些设备长时间使用后，会存在老化现象，当其比较严重时就会造成自身出现故障；另外一种就是对设备进行安装时，没有遵循相关安装原则，其中存在安装不到位现象，于是也会引发配电线路发生故障。2）配电线路绝缘子受到损坏。绝缘受到损坏之后，线路就会出现短路故障，而且还会影响到线路接地故障。3）绝缘子被污染，虽然绝缘子没有被损坏，但是其上面存在很多污渍，就会导致线路电阻降低，当电流比较大时，就会造成电路被烧坏。
3.3 各装置保护配置要求
（1）变电站10kV线路出口保护配置：投过电流Ⅰ段保护、时限0s；退出过电流Ⅱ段保护；投过电流Ⅲ段保护、时限0.3s。投重合闸一次、时限1.5s。（2）首端开关保护配置：投过电流Ⅰ段保护、时限0s；退出过电流Ⅱ段保护、时限60s；退出过电流Ⅲ段保护、时限60s；投重合闸二次，即一次重合闸延时10s、二次重合闸延时10s；退出零序过电流保护。（3）分段开关保护配置：投入开关分段功能，退出过电流Ⅰ段保护；退出过电流Ⅱ段保护；退出过电流Ⅲ段保护；退出零序过电流保护。投入“无压分闸、来电延时合闸”控制模式；投入5s以内再次失压跳闸闭锁合闸。（4）分界开关保护配置：投过电流Ⅰ段保护、时限0s；退出过电流Ⅱ段保护；退出过电流Ⅲ段保护；退出零序过电流保护。投重合闸一次，延时110s。
结束语
综上所述，在中国社会经济发展的新时期，配电线路与人们的生产与生活息息相关，如果10kV配电网中配电线路安全，不仅可以保证人们的日常工作和生活，还可以保障电力企业的正常运行。对于配电线路故障的不断出现，相关部门要对配电线路故障自动定位技术进行合理化的应用，便于及时消除配电线路中的任何故障，确定故障的定位，以此来保障配电网供电的可靠性和安全性。
参考文献
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