配电网故障定位系统在乌兰察布电网的研究

冯再岐 孟志宏

摘要：本文介绍了配电网故障定位常用方法，且其各自存在局限性，针对配电网馈线故障的特点，并在分析现有的故障定位算法的基础上，采用了简单的改进矩阵算法，实现了故障区段的快速定位、非故障区段不间断供电的目的。为了能够更好的求得计算值的影响程度，本课题通过就地测量，对测量结果进行计算和分析，得出计算值的影响程度，以及对单相接地故障所造成的影响程度，验证了故障定位在乌兰察布电网电网的有效性。

关键词：配电网；故障定位；乌兰察布电网

过去很长一段时间，国内配电网故障定位检测使用的为小电流接地系统，但是其能力已无法满足当今社会的需求，而且配网自动化水平越来越高，供电质量要求不在不断的增加。但是在国内，依然有很多供电单位使用人工排查故障的方法，其效率不仅仅十分低下，而且也很容易出现遗漏，无法正在的跟上时代进步的步伐。因此，提出一种有效的、精准的、快速的故障检测定位技术成为重点研究内容。

1配电网故障定位常用方法

目前国内主要采用的配电网故障定位技术分为：一种与自动化技术毫不相关的配电网故障定位法；另一种则是采用先进的现有故障定位的技术。

不相关的故障定位法分为1）行波法；2）阻抗法；3）交流信号注入法。

配电网自动化技术进行故障定位方法有三种模式：一是故障指示器原理模式，进行馈线故障的定位与隔离、对正常区域重新恢复供电的模式；二是重合器和分段器的故障定位方式；三是为馈线终端设备原理实现模式。

但其每个方法都有它各自的局限性。因此采用一些新的算法和原理设計新的故障定位方法，以弥补以上方法的不足之处，是势在必行的。

2特征矩阵的构建

本课题首先在需要以线路末端、终端设备和出线上的断路器为节点建立相关的故障信息特征矩阵，同时明确线路中主干和分支线路的参考方向为电源端指向负荷端，并且采集的零序电流参考方向也与此相同。在对故障信息特征矩阵赋值的时候，应满足以下要求：

①假如i

②假如i

③假如i

SymbolcB@ j时，或者节点i和节点j之间不存在分支时，dij=0。

得出特征矩阵为如下：

（1）

3基于故障信息特征矩阵的定位算法

当系统建立好含有故障信息的特征矩阵后，将采用以下步骤来实现故障点的定位计算：

在建立完相关的故障信息特征矩阵后，通过下面的流程来对故障进行定位：

a.首先划分出故障区段，然后故障区域中包含哪些支路。从图2.5中可以看出，区域I中包含13、23以及12，此三个支路有单相接地故障时体现的故障特性相同。

b.区域段的故障测度通过公式（2.7）求得：

MK=∑mij

mij=Pii+Pjj×Pij（2）

Pij—P矩阵中的元素；

mij—区域里所含一分支的故障测度；

MK—第K个区段故障测度。

c.建立具有非故障信息和故障信息的特征矩阵，即可技术每个故障区间的故障测度，设定测度值>0下的故障区域为故障点。

本文假定的非故障相为1和0，而故障相为1，因此故障区间的故障测度高于0，非故障区间的故障测度应低于0。同时中性点接地系统和不接地系统其定位算法也相同。

4实际案例分析

考虑到零序电流的测量结果受到三相不平衡、CT励磁不平衡以及测量精度的影响，同时10kV架空线路不能够通过架设三相零序电流互感器，使得其测量结果必须根据CT测量值经计算后求得，从而导致计算值不准确。因此，为了能够更好的求得计算值的影响程度，本课题通过就地测量，对测量结果进行计算和分析，得出计算值的影响程度，以及对单相接地故障所造成的影响程度，试验证明该方法能够快速实现了故障区段的快速定位、非故障区段不间断供电的目的。

5结论

本文在原有的故障定位方法的基础上，提出并改善故障定位方法，提出了改进的矩阵算法应用于故障定位方法中，并在此基础上设计监测终端装置，使得该装置不仅能应用于短路故障的判别，同时还能在线路出现单相接地故障时准确的定位。实现配电自动化对于提高供电质量、保证电力的安全运行对乌兰察布电网有着重要的工程实际意义。

参考文献：

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