探讨“行波故测”在配网故障预警与定位中的应用

田 浩 刘 军 杨 敏

（国网宝鸡供电公司）

0 引言

配网具有线路数量多、线路复杂、用户数量多等特点，在实际运行中，易受到雷击、大风、树障、外力破坏、用户不规范用电等影响，造成故障频发，单相接地故障率高达50%以上，且故障点十分隐蔽，现场查找困难，导致配网故障处理周期较长，影响供电可靠性。

1 配网故障现状

1.1 故障处理情况

1）故障频次高。配网多分布于野外线路长、分支多，电气设备多且质量参差不齐，频停频跳线路多。

2）查找效率低。配网运行环境复杂，缺乏成熟可靠故障定位技术，人工“盲寻”费时费力。

3）故障影响大。配网线路停电导致经济损失巨大，且故障停电时间长，易遭受用户投诉拨打意见工单。

1.2 故障查找方法单一

1）人工盲寻。费时费力、时效性差、人身风险高。

2）故障指示器。电流判定，只能区间定位，无法有效识别放电信号。

3）无人机飞巡。一定程度提升巡视效率，仅适用于通道、设备外观类故障。

1.3 迫切需求

供电单位服务能力要求提升供电可靠性，一线班组人员要求提升故障研判能力、准确定位能力，强化缺陷隐患排查治理。

2 “行波故测”实现三大功能

“行波故测”在配网中应用，创新性地将行波测距技术成熟实用于配电线路，可实现杆塔级故障精确定位，帮助运维人员进行“故障定塔”式巡线，强化缺陷隐患排查治理，可大幅度减少故障查找时间，提升单相接地故障准确定位和快速处置能力，强化线路精益化运维管理水平，提升供电可靠性。能够实现三大功能。

2.1 配网绝缘隐患监测

准确采集树障、电缆段故障、台变等设备故障放电等常见隐患物导致的缺陷放电数据，准确定位放电位置，供运维人员分析线路绝缘薄弱环节，为线路状态检修提供指导性依据。具体波形体现在故障前出现放电脉冲簇，然后电弧贯穿两级形成闪络图和击穿瞬间的行波图。

2.2 配网接地故障识别

采用电场变化触发，零序电压识别，以所有终端故障数据为样本，通过工频，暂态以及高频行波等综合研判进行接地故障识别诊断，不受中性点接地方式影响，对中性点不接地、消弧线圈接地等线路常见接地故障效果显著。

2.3 故障精准定位

采用分布式行波在线测量技术，通过故障行波经过相邻终端的时间差，准确计算故障位置。可实现常见故障包括雷击、树障、小动物、高压设备损坏等的精确定位，也包括缺相的判断定位。通过测量电流或者电压行波在测量点与故障点之间的传播时间确定故障距离，具体定位速度快，不受系统振荡等因素影响，对于故障点的查找从以前的几个小时缩短到了十几分钟。在已知装置间距离的情况下，通过行波抵达装置的时间差，定位故障点位置。

3 应用案例

3.1 接地故障

10kV××线全长29.45km，在城关水泥线主线425号杆塔、507号杆塔安装了配网行波预警与故障定位装置，线路结构如图1所示。

图1 线路结构图

1）故障记录分析如图2～图3所示。

图2 故障时刻监测到的（零序）电流波形

图3 故障时刻监测到的（零序）电压波形

2）故障点行波精确定位如图4所示。

图4 故障时刻高频放电行波波形

3）系统诊断结果：10kV××线发生接地故障，故障相为A相；通过双端定位原理计算故障点位于水泥线主线#425杆塔小号侧（变电站方向）；由于线路出口未安装定位终端，因此无法判断故障的具体的位置，只能确定故障可以在#425杆之前，或者是受同母线其他线路影响。

4）巡线结果为10kV××线#289杆A相瓷瓶炸裂，断线接地。

3.2 短路故障

10kV××线全长26.2km，在主线3号杆塔、62号杆塔、127号杆塔；新段家坝支线1号杆塔；段家坝支线1号杆塔；堰沟支线2号杆塔；刘家湾分支线2号杆塔；新立支线27号杆塔；李家坪#18分支线2号杆塔安装了配网行波预警与故障定位装置，线路结构如图5所示。

图5 线路结构图

1）故障记录分析如图6～图7所示。

图6 故障时刻监测到的（零序）电流波形

图7 故障时刻监测到的（零序）电压波形

2）故障点行波精确定位如图8所示。

图8 故障时刻高频放电行波波形

3）系统诊断结果：如图8所示，距离故障点最近的两套设备为××主线#62杆塔与主线#127杆塔的终端，通过双端定位分析，计算得出故障点位于××主线#62杆塔与主线#127杆塔之间，距离××主线#62杆塔大号侧1443m，在主线#86杆塔附近发生短路故障，故障相为AB相。

4）巡线结果为××主线#85号杆小动物造成AB相短路。

4 应用成效

1）提升工作效率基于杆塔级故障精确定位。运维人员能够第一时间得知故障点，直接到达现场，减少了故障查找和巡视的大量时间，减少了人力物力。

2）减少停电时间“故障定杆”式巡线，大幅度减少故障查找及处置时间，快速找到故障后可以快速送电，起到良好的经济效益和社会反响。

3）降低巡线安全风险故障精确定位，减少了巡视和故障查找，减少人员和车辆路途奔波，大大降低了安全风险，尤其是夜间或者恶劣天气的时候。

4）降低跳闸率监测线路的瞬时性放电并定位，能够事前排除一些“缺陷”，避免了“隐蔽性”故障诱发的重复跳闸。

5）故障类型和造成原因预判更加准确。根据波形突变特性和配网运行经验相结合可以进行类型和原因的研判。

5 结束语

“行波故测”在配网故障预警与定位中的应用，有效降低基层班组巡视的工作量，缩短了巡视时间，能降低故障巡视、故障查找的风险，能有效提高配网的供电可靠性，对配网的供电可靠性指标的保证，以及故障查找效率的提升有着较大促进作用。下一步，还可以创新研发一二次融合“行波故测”柱上开关，在故障预警与定位的基础上实现配网自愈。