配电网馈线故障定位系统研究及智能定位终端设计

湖南大学

硕士学位论文

配电网馈线故障定位系统研究及智能定位终端设计

姓名：谭毅

申请学位级别：硕士

专业：控制工程

指导教师：彭敏放;王联群

20071227

配电网故障定位现状及方法综述

配电网故障定位现状及方法综述 发表时间：2019-12-06T17:15:09.787Z 来源：《科技新时代》2019年10期作者：李家成何沁鸿 [导读] 配电网故障定位可大幅度减少故障排查的工作强度，从长远角度看，能有效提高配电网供电稳定性。 （国网湖北省电力有限公司钟祥市供电公司湖北钟祥 431900） 摘要：随着人们对配电网供电安全稳定性的不断提升，尽早发现配电网故障点就显得越来越重要。而电力系统配电网的故障精准定位问题一直没有得到很好地解决，对该问题的研究能够减少经济损失，保障人们的正常生活。因此，本文分析了现阶段常用的故障定位方法的优点和缺点以及各自的适用范围。 关键词：故障定位；优缺点；适用范围 引言：近年来，我国电网规模的不断扩大，配电网的线路结构也日益复杂，人们的生活越来越离不开电能的同时，用户对供电安全稳定的要求也不断提高。要提高供电稳定性首先要尽可能减少故障的发生情况；另一方面，在故障发生后要能迅速解决故障并重新供电。配电网故障定位可大幅度减少故障排查的工作强度，从长远角度看，能有效提高配电网供电稳定性。 常用的配电网故障定位方法及其优缺点 当前配电网故障定位方法主要有阻抗法、故障行波法、故障指示器法等。 1.阻抗法 阻抗法是根据发生故障的时间点所测得的对应电压和电流得出故障回路阻抗的方法，又因理想条件下，回路阻抗与距离大致呈正相关，由阻抗数值可定位故障发生点。阻抗法原理十分简单，但配电网线路很复杂，且受负荷影响较大。因此，故阻抗法不能直接的用于测距计算，在实际应用中常常用作估计大致故障点。 2.行波法 行波法一般可分为单端法、双端法。 （1）单端行波法 单端行波法是利用故障产生的暂态行波进行单端定位的方法。在线路发生故障时，故障点产生的暂态行波在故障点与母线之间来回反复，根据行波在测量点与故障点之间往返一次的时间和行波的波速即可求得故障点的距离。 单端行波法计算公式如下所示： l=（t1-t0）v/2 式中l为故障距离；L为线路全长；t0、t1分别为故障波头和反射波到达计算端母线的时间点；t2为另一边母线的反射波到达的时间点；v为行波的速度。该方法原理同样简单，但在实际工程中，由于故障点反射波、母线反射波难以识别，因此，单端行波法一般用作双端行波法的补充。 （2）双端行波法 双端行波法是利用在线路产生故障时，初始行波向线路两端的两个测量点发射到达的时间差计算故障点到两边分别的距离。计算公式如下： l1=L（t2-t1）v/2l2=L（t1-t2）v/2 式中：l1、l2分别为故障点到两端的距离；t1、t2分别为行波各自到达线路两端的时间，L为线路全长。双端行波测距由于是利用第一个行波波头，而不是故障点反射波、母线反射波，较易识别。因此，在实际应用中主要采用双端行波法测故障点的距离。（3）多端行波法 在双端行波故障定位原理的基础上，进一步提出了多端行波定位法。在现有的研究中，该方法主要有2种具体做法：一是将多个检测点处所采集的故障行波信息进行融合，以确定具体的线路分支在某一采集装置出现故障的时间，可以准确判断到故障分支，并且比较准确。但是在精准的同时该做法需对目标线路区段进行逐一排查，涉及过程复杂，消耗成本高，不能快速排查配电网故障。另一种是利用最先采集到故障行波信息的3个采集装置进行故障定位，然后将分支点位置同定位结果相比较，从而将伪故障点去除，该做法计算较小，实用性和快速性较高。但是，多端定位算法需要将行波采集装置安装在配电网每一个末端，因此在对复杂多分支的配电网进行故障定位时，需要巨额的投资和维护费用。 3.故障指示器法 整体而言，故障指示器在技术上已经较为成熟，结构简单，在国内电力系统已经获得广泛应用，便于大规模的推广应用。不过需要指出的是，与FTU类似，故障指示器的定位精度与配置密度相关，若为保证定位的精度，需要沿线逐点布设故障指示器，构建故障定位系统的成本仍然较高，因此，故障指示器适合于城市电网，不适合于长距离的农村电网故障定位。从实际运行经验看，故障指示器用于短路时定位效果较好，但用于单相接地故障时效果尚不理想。 4.结语: 本文介绍了国内外实际应用中常用的的配电网故障定位技术，有上述不难看出，不同的定位技术都有各自的优缺点及适用范围，为了缩短故障定位时间和容错性，可以尝试将多种算法共同运用到配电网故障定位中，作为检验。实际应用中应结合当地配电网的结构和已有条件综合多项指标选择最契合的定位方案。 参考文献： [1]刘健,毕鹏翔,杨文宇等.配电网理论及应用[M].北京:中国水利水电出版社,2007. [2]万家震，钱丹丹，金莉.配电网中重合器预分段器、熔断器的合理配置[J].吉林电力，2001（3）：28～32 [3]孙波,孙同景,薛永端,等.基于暂态信息的小电流接地故障区段定位[J].电力系统自动化,2008,32(3):52-55. [4]卢继平,黎颖,李健,等.行波法与阻抗法结合的综合单端故障测距新方法[J].电力系统自动化,2007,31(23):65-69. [5]杜红卫,孙雅明,刘弘靖等.基于遗传算法的配电网故障定位和隔离[J].电网技术,2000,24(5):52-55.

配电网故障定位的方法

配电网故障定位的方法 快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。 配电网故障定位 快速，准确的故障定位是迅速隔离故障和恢复供电的前提，对于维护配电网的安全运行具有重要意义。那么，如何对配电网进行快速，准确的故障定位呢？ 一、配电网故障处理特点 配电网络馈线上一旦发生单相、相间、三相等短路时，设备上的F1U及时将故障信息卜传至主站系统。即变电站SCADAS系统，若变电站运行人员处理不了，再次将信息上传至上一级调度，经调度SCADAS系统分析进行定位、隔离、恢复。一般来说，配电网故障处理有以下几个特点： （1）配电网不仪有集中在变电站内的设备，而且还有分布于馈线沿线的设备，如柱上变压器、分段开关、联络开关等。信号的传输距离较远，采集相对比较困难，而且信号具有畸变的可能性，如继电器节点松动。开关检修过程中的试分/合操作及兀’U本身的误判断等都会干扰甚至淹没有用信号，导致采集到的信号产生畸变。 （2）配电网设备的操作频度及故障频度较高，因此运行方式具有多变性，相应的网络拓扑也具有自身的多变性。 （3）配电网的拓扑结构和开关设备性能的不同。对故障切除的方式也不同。如多分段干线式结构多采用不具有故障电流开段开关和联络线开关，故障由变电站的断路器统一切断，这种切除方式导致了停电范围的扩大。 配电网故障定化是配电网故障隔离、故障恢复的前提，它对于提高配电网的运行效率、改善供电质量、减小停电范围有着重要作用。 二、配电网故障定位的方法 1、短路故障定位技术方法 配电网系统中短路故障是指由于某种原因，引起系统中电流急剧增大、电压大幅下降等不利运行工况，同时该故障发生后会进一步引发配电网系统中变配电电气设备损坏的相与相、相对地间的大电流短接故障。按照短路发生部位，可以分为三相短路、两相短路、两相对地短路、以及单相对地短路故障。由于配电网发生短路故障后，其电流、电压等特征故障参量较为明显，故障定位技术方法的实现相对较为简单，工程中最常用的是“过电流法”。

基于配电网线路的故障定位系统微探

基于配电网线路的故障定位系统微探 发表时间：2020-01-03T15:14:04.103Z 来源：《河南电力》2019年7期作者：许惠顺[导读] 随着经济水平的不断发展，我国的配电网的管理发展速度非常快，并且运动的效率以及整体的管理框架逐渐优化。 （广东电网汕头澄海供电局有限责任公司广东汕头 515800）摘要：随着经济水平的不断发展，我国的配电网的管理发展速度非常快，并且运动的效率以及整体的管理框架逐渐优化。在配电网的线路发生故障时，可以对故障的位置进行定位，有利于提高管控机制的系统性以及稳定性，方便于维修的进行。本文研究配电网线路的故障定位系统，为研究部门提供技术建议。 关键词：配电网；线路；故障定位系统配电网管理发展迅速，线路故障定位系统也在高度发展。在配电网线路发生故障时，可以自动进行定位，有利于提高配电网管理水平[1]。故障定位系统有利于对故障进行精确的定位，促进处理故障的速度。 1 配电网线路管理概述 由于我国社会的进步，整体的配电网的系统结构越来越复杂，管理模型的电网线路分支很多，具有多样化的中性点接地方，运营结构以及技术模型也非常复杂。在建立实际的管理机制后，需要落实管理机制，提高配电网线路故障定位系统定位的准确性，提高管理控制的效果，控制故障定位越准确，越有利于处理[2]。由于在管理过程中以及落实目标结构比较复杂，需要结合我国的实际情况进行统筹分析。 国内外很多学者都深度分析了配电网络线路故障定位系统的情况，并能够通过理论以及实践，综合性的进行控制。故障定位技术以及故障选线技术核心上可以定位技术结构，让配电网的管线故障的定位管理的效果得到保证。故障选线机制主要是指在配电网出现单相与地面进行接触故障时，对故障的线路进行优化以及识别，或者中电租法，注入法以及稳态零序电流比较法等措施。使用暂态零序电流比较法具有较高的经济性以及应用领域，在检测过程中不会被消弧线圈进行影响，还不需要进行零模电压的检测，技术优势比较明显。 2 配电网线路故障选线机制 本文中出现的暂态零序电流比较法在应用的效果以及价值上均符合时代的需要，集中处理小电流的接地故障暂态特征，这其中包括了很多故障的信息。在暂态电流幅值的管理模型中，使用符合标准的稳定性以及幅值的参数的情况，综合性以及系统化的处理问题[3]。暂态电流幅度在电流管理模型以及控制的机制中大大高于稳态对电容电流，因此，需要技术人员结合控制措施以及管理机制进行综合性以及系统化的分析处理。对于系统化的管理机制进行积极的践行，从而保证体系的完整。对于很多不稳定的间歇性的故障，很多具有非工频成分大，工频量小等情况，需要将系统化的管控措施积极落实好，保证暂态分量法的稳定性以及有效性，对选线信息进行扩充，有利于提高管理效果，提升管理理念，提高选线项目的可靠性以及稳定性。在使用暂态零序电流比较法处理问题的过程中需要深度调研暂态量选线的方法，由于暂态量选线方法中具有不受中性点接地方的影响，在实际选择暂态比较机制以及建立管理体系的过程中，需要对结果进行更加系统化的分析。保证在能够准确找到故障线路的同时，还能保证工程的实用效果[4]。在落实以及建立故障选线机制时，需要从识别故障的特征开始，在系统定位过程中使用暂态零序电流的幅值变化，其中管理依据为三相电压的变化以及对零序电压的变化。当发生故障时，暂态的主谐振的信号频率在300赫兹到3000赫兹之间，超过10赫兹才是整体信号采样的频率。在电路开始出现故障，到故障结束的过程中SFB频段中的最后一段结构中的末尾出现一次超过预设阈值。根据幅值的极性比较以及比较方式综合的判定故障的情况，将幅值变化最大最宽泛的线路判定为可能出现故障的线路。 3配电网线路故障定位系统在建立实际的管理机制以及应用模型的过程中，需要将更加系统化的控制措施以及管控机制进行积极的落实，并根据处理的要求以及管理模型的情况，综合性的馆办理以及分配相关的体系。然而，在配电网线路的故障定位系统的实际应用中，需要借助相关元件对配电网线路故障的情况进行检测以及系统的管理信息的数据进行收集以及综合性的管理控制，在模型的运行的过程中，需要使用数据的转发器以及采集器，专家系统等3个元素作为基本管理模型以及管控机制。在展开统筹的综合性管理以及调研分析中，需要结合相关管理部门以及实际管理控制措施。在实行配电网线路故障定位系统的过程中，数据的转发器需要有效达到信息的数据传输，系统的采集期主要系统化分析以及精准的采集数据，专家系统主要对系统进行监控，并综合性判断以及统筹分析系统运行故障，保证能够稳定性的升级数据统计模型以及运行参数。很多部门需要系统化的保存和处理管理控制措施以及管理系统，保证智能数据分析仪可以进行深度的管理框架转移以及信息传递，保证应用价值以及处理模型之间的稳定性，为综合性升级管理系统奠定基础。这样做在管理机制落实的同时，能够精准快速定位故障。 3.1对系统结构的通信过程进行集中设计 在建立实际的设计机制后，组网分为不储存的数据组网模块以及储存的数据组网模块。组网模块能够精确的整合和采集数据，使用2GHz的射频能够转发结构并发送数据，还能保证通过GPRS/3G的网络，进行数据的云端服务，实施转发以及储存数据，储存的数据组网模块将数据储存在网络云端服务器中能够对内部相关数据进行进一步集中整合，有序开展短信提醒，数据储存以及故障分析等，不存储数据模块，使用网络云端服务器进行整体的存储机制以及管理模型，没有监控系统的工作站，保证系统化以及稳定性的申请域名，分析数据[5]。 3.2对传输方案进行精细化管控 现在，很多数据的传输是使用直传的方法，不会出现数据外传的情况，在内部监控的系统工作站中直接传输，进行交流以及沟通。在内部的系统中，使用局端的防火墙结构，将数据传输到监控系统的工作站中，进行数据的系统化数据读取以及实施的存储。 3.3建立配电网络故障诊断专家系统 针对实际出现问题，相关技术部门建立配电网的线路故障的专家系统，使用故障诊断，故障数据库以及知识库的核心体系集中整合以及处理相关的问题。根据历史的数据库对实际的情况进行故障的诊断，监督检测诊断模块，数据指令以及诊断结构。对于使用故障指示器采集故障的数据，判定故障，在区域使用多个故障指示器，采集多种信息，系统化的推断故障的相关信息。 4 结论

配电网故障定位方法及系统与制作流程

本技术公开了一种配电网故障定位方法，该方法包括：对包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块的深度神经网络模型框架进行机器学习训练，从而得到最优深度神经网络模型；各监测终端对配电网进工况录波得到录波数据，并对录波数据进行截取获得故障波形区域；利用最优深度神经网络模型中的多层网络模块对故障波形区域进特征提取；各监测终端将特征数据上传至系统主站，并有系统主站进行特征数据归集，并根据配电网拓扑结构将位于同一传输线路上的监测终端的特征数据组合成特征数据序列；将特征数据序列输入双向长短时记忆网络模块从而获得各监测终端与故障点之间的相对位置。 权利要求书 1.一种配电网故障定位方法，其特征在于，该方法包括： 对包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块的深度神经网络模型框架进行机器学习训练，从而得到最优深度神经网络模型； 各监测终端对配电网进行工况录波得到录波数据，并对录波数据进行截取获得故障波形区域；

利用最优深度神经网络模型中的多层网络模块对故障波形区域进行特征提取得到特征数据； 各监测终端将特征数据上传至系统主站，并由系统主站进行特征数据归集，根据配电网拓扑结构将位于同一传输线路上的监测终端的特征数据按线路位置组合成特征数据序列； 将特征数据序列输入双向长短时记忆网络模块从而获得各监测终端与故障点之间的相对位置。 2.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述多层网络模块内置于监测终端内部，由监测终端完成对工况录波的特征提取。 3.根据权利要求2所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述多层网络模块包含输入卷积层、卷积块、平均池化层及全连接层。 4.根据权利要求3所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述卷积块的结构为双层卷积层叠加结构，或者为多通道的且每一通道由双层卷积层叠加的结构构成，或者为多通道的且每一通道包含1至3层卷积层的结构构成。 5.根据权利要求4所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述卷积层区域中的卷积块之间设置有残量连接，所述残量连接是指将一个卷积块的输入和输出取和，并将取和结果作为输入传递至下一卷积块。 6.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述双向长短时记忆网络模块中的每一长短时记忆单元均对应于一个监测终端，且长短时记忆单元的排列顺序对应于特征数据序列中特征数据的排列方式。 7.一种用于配电网故障定位的系统，该系统使用权利要求1-6之一所述的配电网故障定位方法进行故障定位，该系统包括系统主站以及布置于配电网拓扑中不同位置的多个监测终端；其特征在于，该系统使用端对端的深度神经网络对配电网的故障进行定位判定；所述深度神经网络中包含多层网络模块和双向长短时记忆网络模块，其中多层网络模块布置于监测终端内部，双向长短时记忆网络模块布置于系统主站内部。

配网架空线路故障定位及监测系统的应用研究

配网架空线路故障定位及监测系统的应用研究 发表时间：2017-10-30T11:53:33.783Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：李茂林马伟伟[导读] 摘要：配网自动化大大提高了供电可靠性和供电质量，缩短事故处理时间，减少停电范围，但目前配电终端（FTU/DTU/TTU）一般部署在开关或变压器位置，对长距离的配电线路得中间段缺少管控，在配电线路传输距离远（国网山东省电力公司济南市历城区供电公司山东济南 250000） 摘要：配网自动化大大提高了供电可靠性和供电质量，缩短事故处理时间，减少停电范围，但目前配电终端（FTU/DTU/TTU）一般部署在开关或变压器位置，对长距离的配电线路得中间段缺少管控，在配电线路传输距离远、线路分支多、运行情况复杂，环境和气候条件比较恶劣时，外破、设备故障和雷电等自然灾害导致的线路短路、接地故障时常发生，而且故障时，故障区段（位置）难以确定，给检修工作带来较大的困难，尤其是偏远地区，查找起来更是费时费力。为解决上述问题，在运行线路上部署故障定位及监测系统就成为一种行之有效方法，通过系统对故障特征信息的监测、采集、计算、分析，实现对短路故障、接地故障、断线故障等故障快速准确检测并定位线路故障位置。 配网架空线路故障停电仍然是影响配网正常运行和居民正常用电的最主要原因。目前已经有多种办法来预防、减少配网线路故障停电，最先进的就是实现配网自动化。配网自动化是通过配电终端（FTU/DTU/TTU）在线路上不同位置的部署安装，通过主站系统对配电线路进行管控，但由于配电终端的安装位置造成部分情况复杂的配电线路，故障停电多发，并且故障时，难以确定故障位置，给抢修工作带来极大地困难。 为此，在运行线路上部署故障定位及监测系统就成为一种行之有效方法，通过系统对故障特征信息的监测、采集、计算、分析，实现对短路故障、接地故障、断线故障等故障快速准确检测并定位线路故障位置。 1 现有故障定位及检测方法 1.1 短路故障判定 故障指示器对短路的检测是通过电磁感应方法实时监测配网线路中的电流，根据线路中的电流突变特征、电流突变持续时间及线路是否停电来判断是否出现了短路故障并做出告警指示，已有方案一般采用以下手段： 1.1.1 过流法 预设一个远大于线路正常工作的电流的故障电流值，当线路某时刻电流大于该预设值时，即认为线路发生短路故障。图示如下（IL是负荷电流，Is是门坎电流）： 弊端及原因：由于不同线路、同一线路的不同位置、不同时刻的运行方式使得线路的正常工作电流波动较大，如果预设值较小，可能会导致误报警，如果过大，则可能导致检测不到故障。 1.1.2 电流突变法 基于电流发生突变持续一段时间后，电流变为零来判定是否发生了短路故障，图示如下：

配电网故障定位方法研究分析

配电网故障定位方法研究分析 发表时间：2018-03-08T11:20:48.843Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：刘柏罕1 曾凡有2 [导读] 摘要：随着城市的快速发展，配电网络覆盖面积日益扩大，配电网的结构也愈加复杂。 （1国网南昌供电公司江西南昌 330000；2.江西省电力设计院江西南昌 330096） 摘要：随着城市的快速发展，配电网络覆盖面积日益扩大，配电网的结构也愈加复杂。各电气设备以及配电网各个部分的联系越来越紧密，因此，配电网中的任何一个环节的故障都将导致连锁反应，甚至是造成大面积停电事故。本文深入探讨了配电网故障的定位方法以及故障快速恢复的策略，对提高配电网供电可靠性和电网检修工作有重大的指导意义。 关键词：智能配电网；故障定位；故障恢复 引言 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配电网故障定位的方法 1.1中电阻法 由理论可知故障电流仅仅在故障线路故障相和系统母线之间流通。因此可以在故障系统中性点加入一定值的电阻。首先检测流过该电阻的故障电流，通过计算便可以实现故障点的定位。该方法的缺点是要专门设计中性点电阻，其设计比较麻烦，增加故障定位成本。在中性点人为增加的电阻，增大了系统的故障电流，需进一步考虑解决系统绝缘的难题，且增大的故障电流亦将会对通讯系统造成较大干扰。 1.2基于FTU的故障定位方法 利用馈线终端单元FTU上传的参数，经过运算实现故障定位的方法称为基于FTU的故障定位方法。FTU安装在柱上开关设备处，各FTU分别采集相应柱上开关设备的运行情况，并将采集的信息通过通讯网发送到远方的配电自动化控制中心。在故障发生时，各FTU记录下故障前及故障时的重要信息，上传到控制中心，经计算机系统分析后确定故障区段和最优恢复供电方案，最终以遥控方式隔离故障区段，恢复健全区段供电。对于辐射状网、树状网和处于开环运行的环网，判断故障区段只需根据馈线沿线各开关是否流过故障电流就可以了。 1.3综合测距方法 1.3.1行波和交流综合定位法 该定位方法迅速，不用巡线查找故障点，并且具有可以进行多次定位的优势来确定故障的电气距离，并确定故障点所在区段，然后利用交流法实现精确定位，确定故障点，其原理如图1所示。 图1行波法和交流综合定位法流程图 1.3.2交—直流综合定位法 该方法克服了直流法难检测、交流法有效范围小的缺点，充分利用直流法和交流法的优点，实现准确快速定位。定位过程是先用直流法确定故障线路，接着继续用直流法缩小故障区域，最后由交流法实现细定位，其原理如图2所示。 1.4和声算法故障定位 一般来说，配电网故障主要采用二进制编码，其中0代表无故障，1则代表有故障，-1则代表负方向过电流。此方法的运行原理为：根据分区域处理法来对配电网进行划分，其中包括：无源树枝、有源树枝两大类，上传故障电流的相关信号，排除无源树枝，并明确维数，这样各个变量值都能以0或1的形式表示出来，对应呈现出线路的工作状态，再对数据库进行更新，判断目标函数。由于配电网通常开环运转，各个联络开关均能充当独立闭合环，和各个开关开合状态之间交换，这其中网络依然处于辐射状态。单联络环配电网的基础上，可以优化配电网达到控制解码维度的目的。各个单联络环都要编码处理，闭合各个开关，让出度和入度之合小于2的节点连接支路，合成一个支路组，能够达到相同的解环效果。 图2交—直流综合定位流程图 2配电网故障快速恢复策略 2.1基于单联络环网络连通恢复 配电网故障时，分段开关将自动将故障分隔开来，据此应该闭合一切单联络环所对应的联络开关，以此来重新让网络连通起来。因为

低压配电网故障定位系统设计

低压配电网故障定位系统设计 发表时间：2020-03-19T06:23:40.613Z 来源：《云南电业》2019年9期作者：吴家斌 [导读] 本文主要分低压配电网故障定位系统设计和故障快速抢修。 （身份证号码：44010319900601xxxx） 摘要：在经济发展中，所有行业和企业的发展必须利用电力的能量，这对供电工作要求很高，低压配电网在日常运营过程中容易出现一些故障。电力企业必须不断加强维护支持能力，努力快速解决问题、修复工作、低压配电网络的安全性和顺利运行。本文主要分低压配电网故障定位系统设计和故障快速抢修。 关键词：低压配电网；故障定位系统设计；快速抢修 引言 低压配电网处于整个电力系统的最末端，其运行状况的好坏直接影响到供电的安全性和可靠性，与电力用户的切身利益相关，由此可见，实现对低压配电网故障的快速定位和隔离具有巨大的现实意义，同时应加强对低压配电网的日常管理工作，保证低压配电网处理良好的工作状态，有利于保证我国经济快速、有序的发展。 1、低压配电网的常见故障 低压配电网最常出现的故障包括接地故障和短路故障，其中接地故障主要以单相接地为主。目前，我国在3-66kv中低压配电网中普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地（即谐振接地）运行方式。在电网发生单相接地故障时可带故障继续运行1-2h，但是长期带故障运行，容易促使绝缘薄弱处发生对地击穿，造成两相接地短路故障，并会带来跨步电压，给故障线路周围的行人带来安全隐患，线路故障应及时处理，其中跨步电压分布示意图如图1所示。 图2 基于ZigBee的网络拓扑结构 2.2低压配电网故障定位与快速恢复系统 该系统能够独立完成局域范围的低压配电网故障的定位与快速恢复：采集与传输系统把采集到的动态数据传输到故障定位的数据接收中心，进行存储分析，结合故障特征库，实时进行故障分析与推理，并实施对故障的定位、隔离与快速恢复（图3）。

配网自动化系统中线路故障快速定位方法

配网自动化系统中线路故障快速定位方法 摘要：自国家“三集五大”战略实施以来，配网自动化逐步发展，了解配网自动化的内涵，深入掌握配网自动化相关知识，对快速定位线路故障大有裨益。基于此，本篇文章对配网自动化系统中线路故障快速定位方法进行研究，以供参考。 关键词：配网自动化系统；线路故障；快速定位 引言 近些年，我国技术水平快速提升，推动了电力企业的发展。在配电网运行过程中 应用现代科学技术，能够有效提升配电网的运行质量。配电线路是与电力客户最 接近的部分，一旦配电网发生故障会造成大范围停电，不但直接影响客户的电力 使用，也会影响电力企业的发展。所以，利用现代化技术对配电网配电线路故障 实施自动定位和隔离，可以有效缩短故障处理时间，同时确保用户用电质量，对 推动电力企业经济效益发展具有重要的现实意义。 1、配网自动化系统的组成 配网自动化系统的组成部分分为：系统管理层、网络通讯层、现场设备层等。其中，系统管理层是配网自动化系统的中心，由低压智能变配电管理系统软件、监 控主机、打印机和UPS不间断电源等组成。网络通讯层充当着系统管理层和现场 设备层的交流媒介，主要由屏蔽双绞线、光缆、光纤收发器、工业网络交换机、 通讯管理机和电源模块等不同设备组成。现场设备层用于现场监测数据，由中低 压配电监控中心所需的各种智能电力仪表、微机保护以及其他第三方智能设备组成。这三个部分互相协调配合，对配电设备进行实时监控，保证配网自动化系统 正常运行。 2、配网自动化系统的功能概述 配电环节和用电环节在配网自动化系统运行中具有重要作用。因此，在配网自动 化系统的设计中，要结合工程实际进行科学合理设计，有效保证配网自动化系统 的运行质量，降低电网损坏几率，加强资源利用，减少后期配网自动化系统的检 修维护，为充分实现减员增效、及时排除故障、定位分析故障奠定了良好基础。 配网自动化系统能够科学运行的主要方法是根据线路的不同时间段采集相关数据，然后分析监测数据，同时根据监测结果分析区别较大的开关运行情况，依据问题 原因制定具有针对性的解决方法。如果在这一过程中能够在遥控环节对其开关系 统进行合理操控调度，就可以有效保障线路运行安全性。当线路发生故障时，它 还能够对其进行准确的维修诊断。另外，在配网自动化系统正常运行的情况下， 适当进行开环线路或闭环线路运行，同时利用双向电源使其形成环形系统线路， 那么在系统运行得到有效保障的前提下，双电源的开关能够随时断开。 3、配网自动化系统稳定性的影响因素 配网自动化系统是否稳定，直接影响着线路故障定位准确与否。实际应用中，影 响配网自动化系统稳定性的影响因素主要包括：①工作人员技术水平的高低； ②配电网系统各组成部分之间的匹配与兼容程度；③系统通讯流畅与否；④配 电网终端设备是否稳定等。 4、配网自动化系统中线路故障快速定位的方法 4.1行波故障定位 “行波”是平面波在传输线上的一种传输状态，其幅度沿传播方向按指数规律变化。“行波故障定位”，即根据故障对波形的阻碍程度来判断其发生的位置，常见的行 波故障定位系统如图1所示，该系统是在线路的检测端向配电线网各个线路注入

缩短配网故障定位及抢修时间技术手段的研究 胡甜甜

缩短配网故障定位及抢修时间技术手段的研究胡甜甜 发表时间：2018-12-05T21:49:19.517Z 来源：《电力设备》2018年第21期作者：胡甜甜[导读] 摘要：随着现代社会的快速发展，电力资源已经成为当前人们生活和工作过程中不可或缺的重要能源。 （国网福建石狮市供电有限公司福建省石狮市 362700）摘要：随着现代社会的快速发展，电力资源已经成为当前人们生活和工作过程中不可或缺的重要能源。电力企业应该强化配电网发生故障时的抢修工作管理，结合故障精确定位技术，改善配电网故障修理的管理措施以及技术措施，从而达到有效缩短配电网故障抢修时间的目的，提高城市配电网运行过程中的安全性和可靠性。基于此，本文就缩短配网故障定位及抢修时间技术手段进行了论述，以供参阅。 关键词：配网故障；定位；抢修；技术引言 配网系统在实际运行过程中，难免会出现各种故障问题，缩短故障定位与抢修时间，首先需要明确影响配网故障定位与抢修的因素，在此基础上来排除不良因素的干扰，采取科学的抢修技术。以此提高配网抢修工作效率，缩短故障定位与抢修时间，创造预期的工作效果，最终达到良好的抢修工作效果，提高客户用电服务质量。 1城市配电网故障抢修时间的影响因素一般来说，城市配电网故障的抢修过程可以根据其在时间阶段上的行动不同，分为前期准备、到达目标地点、隔离故障以及修复故障这四个阶段。对城市配电网故障抢修时间的影响因素进行分析，也应该相应的从这四个阶段中实施抢修工作耗费时间的相关影响因素进行具体的分析。综合来讲，城市配电网故障抢修时间的影响因素主要包含以下方面：首先是在前期准备阶段的实施过程中，供电局的车辆准备工作以及施工单位到达现场的时间过于缓慢；其次是在到达目标地点的阶段过程中，行车速度过于缓慢、故障排查的顺序过于缓慢；然后是在隔离故障的阶段过程中，相关故障的隔离方法应用速度过于缓慢，浪费了整体配电网故障清除的时间；最后是在故障修复的阶段过程中，这一阶段也是耗费城市配电网故障抢修时间最多的一个阶段，在这一阶段中，工作人员首先要结合电缆故障车确定城市配电网的电缆故障距离，然后根据电缆沿布图中故障位置的坐标精确的对电缆故障进行定位和清除。在这一过程中，由于城市配电网在设计的过程中线路结构设置存在的问题以及相关的备用线路或者线路分段不合理等等，都会给故障修复的时间造成一定的延迟，进而造成整体城市配电网故障抢修时间的延长。除此之外，在城市配电网故障抢修的过程中，城市交通过于拥堵、抢修物资的到达时间过长、故障抢修设备的使用不当以及城市配电网自身的线路较为老化无法承受隔离等等都会造成城市配电网故障抢修时间的延长，增大城市配电网故障的影响范围，扩大城市因为配电网故障造成的经济损失以及对供电局的社会形象造成不利影响。 2缩短配网故障定位及抢修时间的技术手段 2.1故障定位系统 （1）故障指示设备。配网系统中设置故障指示设备，一旦系统某部位出现故障，指示设备将在第一时间做出反应，并将故障信号传递至其他设备，发出警报信息。（2）监控站。监控站主要负责配网信息监测，能够有效反映信息的具体地理方位，并将其呈现于GIS系统，同时，也能纠正错误信息，深入分析故障信息，从而得出故障类型与具体方位。（3）中心站。中心站负责收录来自于通讯系统的各类信息，再积极转换、传输信息，使故障信息得到有效处理，这其中主要依赖于通讯技术，实现信息的传输，为故障维护人员提供指导。 2.2地理信息技术 在故障定位系统中采用了地理信息技术，它可以把设备传输给它的信息，通过分析判断故障的方位，帮助工作人员了解它的情况。这种技术采用数据库技术，可以提高数据的处理能力。它还可以把地理情况用图像的方式显示出来，既方便又直观。（1）故障系统设备把线路情况反馈给地理信息系统，系统把信息进行整理。工作人员把信息输入到数据库中，数据库把信息和技术结合起来，把方位的具体情况用图形方式显示出来。（2）把相关信息输入到电脑中以后，方便工作人员查询和检索相关信息。当发现信息不准确的时候，还可以利用数据库修改信息。（3）工作人员可以根据需要查询地理信息，安排维修者到现场抢修。地理信息技术可以把地理情况通过特殊的方式展示给工作者，方便工作者查看。这种技术在故障定位中起到很大的帮助，帮助工作人员尽快掌握线路问题的情况。 2.3通信技术 故障定位系统中综合各种技术，可以准确的判断线路的情况，根据情况采用措施进行处理，有利于缩短抢修时间，提高工作效率，降低企业损失。在系统中通信技术发挥重要作用，它可以把信息传输给其他设备，给故障抢修争取时间。故障定位系统中采用通信方式很多，可以根据实际情况采用合适的方式。淤在配网中采用载波方式通信，具有很多好处，它不受距离的限制，在传输的过程中比较安全，效果非常明显。它的用途很广，用在各种电力设备中。这种通信方式对技术的要求很高，出现问题不容易维修，需要维修人员具有熟练的技能才能处理好。在一些农村地区，由于线路比较分散，出现问题不容易及时发现，如果采用这种方式，偏远地区效果并不明显。于在一些局域网中采用光纤通信方式，它可以降低对线路的损坏，而且传输的速度非常快，在传输中比较稳定安全。现在通信技术在慢慢发展，网络速度也在慢慢加快，给这种通信方式提供便利。在铺设这种线路设备时需要花费比较多的成本，线路故障也会造成很大的损失。盂GPRS/GDMA通信，这种方式结合通信技术，可以有效处理线路传输中出现问题，它可以传输大量的数据，提高传输的效率。这种方式比较安全，不容易出现数据的丢失情况，而且建设费用和维修费用相对较为便宜。它的适用范围很广，可以在一些偏远地区使用，可以提高线路故障维修的效率。榆在处理故障问题时，尽快发现它的位置，控制它的影响范围，为工作者争取足够的抢修时间才可以把损失降到最低，不影响居民生活。采用无线远距离的通信方式，它可以解决偏远地区信号比较弱的问题。偏远地区存在干扰因素，导致线路的信号非常差，采用故障定位技术也不容易接收到信息，不利于解决线路问题。而GPRS/GDMA通信方式可以及时反馈线路情况，帮助工作者掌握这里的情况，根据情况制定解决方案。 2.4过流跳闸技术 过流跳闸设备是配网故障定位的有效设备之一，将跳闸设备配置于配网系统，配网线路出现非正常电流，或电流值偏高时，跳闸设备将自动断开，防止过电流对线路的危害，维护配网系统的安全。实际工作中，需要参照跳闸设备实际配置的方位对应定位系统故障，将其同继电器同步运行，能够科学定位故障，如果跳闸设备后方线路发生故障，对应的继电器将发出动作，再综合分析出故障的实际位置。如果过流跳闸设备发出跳闸动作，故障指示设备则将相关的故障信号进行传输，使其达到通讯终端，再进一步将故障信号传输至故障监测中心，从而为故障排查与检修赢得时间。

智能配电网故障定位研究

智能配电网故障定位研究摘要：我国电力行业快速发展,智能配电网因其具有互动性、可靠性以及优质性等多种优势,成为现代电网发展的主要方向，需要与时俱进研究有效的智能配电网故障定位与故障恢复方法。我国配电网主要采用的是小电流接地系统，本文针对其发生率最高的单相接地故障进行研究，提出故障检测定位方法。 关键词：智能配电网；故障定位；遗传算法 前言 如今，世界各国都在大力发展高效、环保的能源，分布式能源因此被大量接入到配电网中。另外，随着科技进步，用户的互动、需求侧管理等技术得到传播推广。智能配电网是智能电网重要部分，直接关系着智能电网的发展，在分布式能源大量接入和用户互动、需求侧管理技术的冲击下，对配电网结构、技术的更新发展提出新的要求，更是影响着整个智能电网的技术发展。为了应对时代的挑战，推动我国电力技术革命性地发展以及实现绿色能源经济的建设，必须深入研究发展智能配电网技术。近年来，我国电力用户平均停电时间与发达国家相比仍有较大差距，例如在2014年我国高达350分钟，而发达国家不到100分钟，而发生电力用户停电的主要原因是配电线路故障。由于配电网多存在与人口密集区域的原因，配电线路故障是严重的安全隐患，甚至导致死亡。为了保证社会生产和居民人身财产安全、避免损失，必须及时发现及处理配电线路故障。因此，思考研究配电网

故障实现快速定位的技术，具有深远的、重要的意义。随着科学技术的不断发展，智能电网中运用人工智能算法进行配电网故障定位，极大提高了定位效率。目前，应用较多有遗传算法、模糊理论、神经网络等等，每种算法都具有各自的优缺点。本文结合现有的智能算法经验，提出基于改进遗传算法的智能配电网故障定位算法，并通过仿真对其进行验证。 一、遗传算法概述 遗传算法是一种模拟生物进化过程搜索最优解的全局优化概率搜索计算模型，从代表问题参数的染色体开始，根据问题域中个体适应度来选择，最后借助遗传算子来组合交叉及变异，最终生成代表问题最优解的优化后染色体。遗传算法广泛应用在机器学习、模式识别等领域用。遗传算法具体的运算步骤如图1所示。 图1 遗传算法运算步骤 随着广泛应用中暴露的一些问题，以及对遗传算法研究的发展，

10kV配电网故障定位系统研究与应用

10kV 配电网故障定位系统研究与应用 摘要：在整个电力系统中，配电网处于最末端的位置，运行过程中的故障直接影响着供电的安全性、可靠性及电能质量，与电力用户用电关系密切，所以研究配电网故障点的迅速查找与隔离有着巨大的现实意义。本文针对10kV 配电网接地短路故障设计了一种新型的配电网故障定位系统，简述了该系统的设计理念与实现，以及故障自动定位过程。运行实践证明，这一系统在10kV 配电网发生故障后，能够快速的帮助检修人员准确的找到故障点。 关键词：10kV 配电网；故障点；查找与隔离；故障定位系统 中图分类号：TM76 文献标识码：A 随着经济社会的发展，电能的使用越来越多，对供电的安全可靠和电能质量提出了更高的要求。配电网是电力系统构成的最后一部分，由铁搭、变压器、配线路、无功补偿电容等设备组成，与电力用户直接相连，其中任何一个设备、一条线路发生故障，都会导致与其相连的电力用户停电，带来了负面影响是无法估量的。特别是配电线路一般较长，南方地区夏季雨水较多，配电网易受雷雨天气影响而发生故障，针对南方电网的这种特点，如何建立一个适合的配电网故障定位系统，实现对故障点的迅速查找与隔离，减少停电面积，仍是南方供电企业要考虑的重点问题。研究10kV 配电网故障定位系统，不仅利

用供电企业实施故障检测，也利于实现配电网络自动化，对智能电网建设的影响重大。 一、10kV 配电网线路特点 作为配电网的一种型式，10kV 配电网线路有着自身独特的特点，决定着该配电网故障定位系统的设计思路与实现。第一，10kV 配电网线路分支较多，且分支又能产生子分支，往往有数十代之多，信号随着一代代分支的出现而不断衰减，加大了故障检测难度；第二，10kV配电网的杆塔多是石灰杆，若发生接地故障，电阻数值会加大到几千欧，有时甚至达到几十千欧，但是故障信号却较弱，不容易检测到；第三，通常配电线路越长，线路的对地电容越大，而对地电容对注入交流信号具有分流作用。10kV配电网线路一般都较长，这样一来，对注入交流信号的分流作用也会变大，故障信号将会越来越弱，为故障点定位带来了难度。 二、10kV配电网故障定位系统设计思路与实现 （一）设计思路 实用的10kV配电网故障定位系统要求在满足故障定位检测的基础上，使用更方便，基于这样的要求及10kV配电 网线路特点，提出建立一种无源的实用型故障定位系统，主要利用中心主站系统、故障信息采集系统和故障指示器来查找故障点。故障指示器在配电网中，主要负责指示故障电流通路，可根据故障检测的种类显示不同的报警形式，便于检修人员第一时间确定故障类型。中心主站系统、故障信息采集系统，能够对配电网线线路故障

配电线路故障在线监测系统技术规范书

10kV配电线路故障定位及在线监测（控）系统 技术规范书 批准： 审核： 拟制：

总则 1．本“规范书”明确了某城市供电公司配电线路故障定位及在线监测（控）系统的技术规范。 2．本“技术规范书”与商务合同具有同等的法律效力。 1.1 系统概述 配电线路传输距离远，支线多、大部分是架空线和电缆线，环境和气候条件恶劣，外破、设备故障和雷电等自然灾害常常造成故障率较高。一旦出现故障停电，首先给人民群众生活带来不便，干扰了企业的正常生产经营；其次给供电公司造成较大损失；再者一条线路距离较长，分支又多，呈网状结构，查找故障，非常困难，浪费了大量的人力，物力。 配电线路故障定位及在线监测（控）系统主要用于中高压输配电线路上，可检测短路和接地故障并指示出来，可以实时监测线路的正常运行情况和故障发生过程。该系统可以帮助电力运行人员实时了解线路上各监测点的电流、电压、温度的变化情况，在线路出现短路、接地等故障以后给出声光和短信报警，告知调度人员进行远程操作以隔离故障和转移供电，通知电力运行人员迅速赶赴现场进行处理。主站SCADA系统除了显示线路故障电流途径和位置，还能显示线路负荷电流、零序电流、线路对地电场、接地尖峰电流的变化情况并绘制历史曲线图，用户根据需要还可以增加开关位置遥信采集、开关遥控、远程无线抄表和无功补偿柜电容投切等功能。 故障定位及在线监测（控）系统还可以提供瞬时性短路故障、瞬时性和间歇性接地故障的在线监测和预警功能，以及故障后事故分析和总结功能。 1.2 总体要求 1.2.1当线路正常运行时：系统能够及时掌握线路运行情况，并将线路负 荷电流、首半波尖峰突变电流、线路对地电场等线路运行信息和太阳能 充电电压、电池电压等设备维护信息处理后发送至主站，在主站能够方 便地查询有关实时信息和历史数据。为及时掌握线路故障前的运行状态，

配电网故障定位技术现状与展望_季涛

配电网故障定位技术现状与展望 季涛1,孙同景1,薛永端2,3,徐丙垠2,3,陈平2,3 (1.山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061; 2.山东理工大学电气技术研究所,山东淄博255049; 3.山东科汇电气股份有限公司,山东淄博255087) 摘要:对现有的定位原理和方案进行了系统归纳并将其概括为三类:一类是以在线路端点处测量故障距离为目的的故障测距法;一类是故障发生后通过向系统注入特定信号实现寻迹的信号注入法;还有一类是根据故障点前后故障信息的不同确定故障区段的户外故障点探测法。概略分析了各种故障定位方法各自的优缺点以及适用的故障类型,在此基础上阐述了目前配电网故障定位存在的问题。最后探讨了配电网故障定位技术的研究方向和发展前景。 关键词:配电网; 故障定位; 小电流接地故障; 继电保护 中图分类号:TM726;TM773 文献标识码:A 文章编号:1003 4897(2005)24 0032 06 0 引言 我国中低压配电网大多采用中性点非有效接地运行方式(俗称为小电流接地系统)。配电线路故障,尤其是单相接地故障的快速、准确定位,不仅对修复线路和保证可靠供电,而且对保证整个电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的作用。 对于线路的相间短路故障,由于伴随出现过流现象,一般比较容易检测。但是配电网单相接地故障是发生几率最高的故障类型。虽然规程规定单相接地故障发生后系统可继续运行2h,但由于单相接地故障可能会进一步发展为两点或多点故障,从而引起跳闸停电事故[1],所以,配电网故障定位主要是解决单相接地故障的准确定位难题。 目前对于小电流接地系统故障定位的研究也大多集中在单相接地故障定位方面的研究。许多学者对配电网的故障定位问题做了大量研究,主要可以概括为三类:一类是以在线路端点处测量故障距离为目的的故障测距法;一类是故障发生后通过向系统注入信号实现寻迹的信号注入法;还有一类是利用户外故障探测器检测的故障点前后故障信息的不同确定故障区段的户外故障点探测法。本文分析了当前各种配电网故障定位方法的优缺点,阐述了目前故障定位存在的问题,并由此提出了发展配电网络故障定位技术的研究思路。 基金项目:山东省自然科学基金(2004ZX26)1 故障测距法 1.1 阻抗法 阻抗法的故障测距原理是假定线路为均匀线,在不同故障类型条件下计算出的故障回路阻抗或电抗与测量点到故障点的距离成正比,从而通过计算故障时测量点的阻抗或电抗值除以线路的单位阻抗或电抗值得到测量点到故障点的距离[2~4]。 文献[3]对利用最小二乘法进行测量阻抗参数估计进行了初步探讨,以解决线路阻抗参数在距离保护中不够准确的问题;文献[4]对利用故障分量电流的阻抗法进行研究,以提高阻抗法故障测距的精度。 阻抗法具有投资少的优点,但受路径阻抗、线路负荷和电源参数的影响较大,对于带有多分支的配电线路,阻抗法无法排除伪故障点,它只适合于结构比较简单的线路。 1.2 行波法 根据行波理论,无论是相间短路故障还是单相接地故障,都会产生向线路两端传播的行波信号,利用在线路测量端捕捉到的暂态行波信号可以实现各种类型短路故障的测距。行波法是通过测量故障产生的行波在故障点及母线之间往返一趟的时间或利用故障行波到达线路两端的时间差来计算故障距离[5,6]。 在输电线路行波测距技术获得成功应用的基础上[7],已经有科研人员对配电网络的故障行波测距开展研究[8~10]。文献[8]提出通过识别来自故障点和不连续点的反射波来确定故障区段,从而找出与故障点相关的两个反射波,并由这两个波的最大相 32第33卷第24期 2005年12月16日 继电器 REL AY V o.l33 N o.24 D ec.16,2005