冯建辉、普和国、何张海、刘江伟
云南电网有限责任公司怒江供电局，云南 怒江 673100
摘要：随着社会的不断发展，对电能质量以及供电可靠性的要求越来越高，确保供电的经济性、安全性以及可靠性成为当前电力企业面临的重要问题。配电网的结构更为复杂，分支线众多，容易发生各种类型的故障，定位较为困难。本文就配电网现阶段故障定位的方法进行对比，提出适合于配网自身性质的定位方法，供同行参考和借鉴。
关键词：配电网；故障定位；简述
1、引言
随着社会的不断发展，用电用户对电能质量以及供电可靠性的要求越来越高，当配电网线路发生故障后，供电部门需要快速对故障进行查找、隔离并恢复供电。相对于输电网，配电网的结构更加复杂，分支线众多，所处环境较为恶劣，容易发生各种类型的故障，准确定位较为困难，据统计，用户停电事故中有近80%是由于配电网的故障引起，因此，实现配电网故障后的快速定位，对于提高配电网供电可靠性指标有着重要的意义。
2 配电网故障定位分类和方法
现有的配电网故障定位的方法可分为两大类：一类是配电网故障区段定位，另一类是配电网故障精确定位。其中，配电网故障区段定位是利用配网的自动化装置来监测网络各项参数的变化来进行故障判断的，其定位结果限定在两个自动化装置之间，而具体的故障点还需要其他定位方法或人工巡线确定。配电网故障精确定位指的是不局限于现有的自动化装置的监测信息，而利用其他方法或安装相应定位装置来实现故障的精确定位，定位结果的误差较小，往往在百米级。
2.1 配电网故障定位分类
（1）分布控制式定位
配电网的分布控制式定位，该模式的系统较为独立，不依赖于配电自动化主站的统一调配，当线路发生故障时，各个分段开关之间依靠设定好的整定动作顺序来对故障线路进行隔离，以及恢复非故障线路的供电，或者通过配电自动化终端设备之间的相互通讯，对线路进行监控，实现故障区段的定位。
（2）集中控制模式定位
由各配电终端单元采集配网各电压电流等数据信息后上传至配调中心（配电网主站），然后经由主站系统进行综合分析，判断出故障区段后，由自动化中心统一调度处理，对故障线路两端的开关下达动作指令，断开故障区段完成故障隔离。该模式能够对整个配电网的运行状态进行实时监控，准确快速的对故障进行判断。
1.2配电网故障精确定位方法
配电网故障精确定位大致分类三类：阻抗法、注入法和行波法。
（1）阻抗法
阻抗法是通过获取配电网线路的相关参数，在默认线路参数准确的条件下，求得故障点与各测量端之间的阻抗值，再通过建立线路的集总参数方程求取故障距离，该方法在高压输电网中应用比较广泛。但由于配电网的线路参数与输电网不同，且分支线路众多，结构复杂，致使阻抗法在配电网中存在适用性问题。主要原因是当配电网线路发生故障后，本身的故障信号不容易得到，且配电网的线路参数不如输电网的精确，导致计算得到故障距离精确度比较低，且由于配电网分支众多，所以即使精确计算出故障点的电气距离也难以确定真实的故障分支。
（2）注入法
注入法是在线路发生故障后，通过向系统中注入特定频率的交流信号，然后沿线路监测相应高频信号来确定故障点位置的方法。信号注入法是利用发生故障时，向暂未使用的电压互感器中注入交流电流信号，然后在线路中追寻注入信号的通路，以此进行选线和定位。总体而言，注入法适应于不同中性点接地方式下的小电流接地系统，但是运维人员需要人工沿线检测，时间成本较高。
（3）行波法
行波法故障定位主要是指基于测量故障产生的行波暂态量来进行故障定位的方法，原理简单，且受电流互感器饱和、故障电阻、故障类型及系统的运行方式的影响小，定位准确度高，在输电线路故障定位中得到了很好的推广。大致可分为早期行波法的A、B、C、D四种类型和现代行波法的A、D、E、F四种类型。
A型行波定位是通过记录初始暂态行波在故障点位置与测量点位置之间往返一次的时间，结合线路对应波速来计算故障点的位置的方法。
B型行波定位是在线路两端安装电子计数器，在其中一端监测到故障初始行波时启动计数器，当另一端监测到故障初始行波时启动发信机向对侧端发信，当对侧端的收信机接收到信号时停止计数，由此得到故障行波从故障点至发信机所在侧之间来回一次的时间，通过这个时间计算出故障点到发信端的距离。
C型行波定位是在线路的一端安装一台脉冲装置，当装置监测到线路发生故障后，向故障线路中注入高压高频信号或者支流脉冲信号，信号在线路中折反射，通过测量注入信号在装置与故障点之间来回的时间计算出对应的故障点位置。
D型行波定位在线路两端安装有测量装置，当两个装置之间所在线路发生故障后，故障行波向两端行进，装置接收到行波后，借助装置之间的通信对时来计算出故障点的准确距离。
而E型、F型定位的原理在于，当发生故障时，故障线路上断路器发生重合闸或分闸动作，会使故障线路产生暂态行波，通过测量该暂态波在测量装置与故障点之间来回一次的时间来计算出对应的故障距离
但是配电网不同于长距离输电的输电网，存在辐射状结构，分支众多，故障行波在网络中色散情况严重等问题，难以分辨初始故障行波和反射行波，且配电网发生故障时的接地电阻往往较大，难以识别反射波波头，因此A型、B型、E型、F型行波定位在配电网中难以直接运用。C型行波定位需要在离线状态下注入信号进行故障定位，使得供电可靠性大大降低，因此也不太适用于配电网，而D型行波定位采用的是双端绝对时差定位原理，可靠性高且可在线定位，但研发的行波装置成本较高，对于复杂的配电网若每个节点都进行安装，投资将十分巨大。
总体而言，基于故障暂态量的行波定位法的测量精度高、适用范围广，研究其在配电网上的故障定位有着实际的应用意义。
3 配网故障定位需要解决的问题
现阶段对于利用故障行波进行定位的装置的配置方法研究主要集中在输电网上，而配电网分支众多，若对每条馈线都进行装置的安装，虽容错性最高，冗余度最大，但经济性最差，成本过高。所以配电网故障定位亟待解决如下问题：
（1）现如今我国许多发达地区的自动化程度很高，有着完备的对线路进行监测的装置，因此故障后的相关数据极为繁杂，如何选取的所需的故障信息源来进行故障定位。
（2）由于配电自动化终端设备大多安装在户外，设备易出现故障，从而发生对线路相关故障信息的误判、漏判，降低了故障信息的可信程度，如何在故障信息出现丢失或畸变情况时仍能准确对故障区段进行定位。
（3）目前配电网结构复杂多变，受投资限制，难以做到在每个分支都安装行波装置，当线路发生故障后，可能出现故障分支判断出错，甚至将伪故障点判断为故障位置的情况，如何在分支复杂的配电网上进行有效的行波装置配置，兼顾定位可靠性和经济性。
4 结语
综上所述，根据配电网自身的特点，针对自动化程度偏低的地区，可采用增设行波装置来提高故障定位的准确率与供电可靠性，兼顾投资成本，在保证故障定位可靠的前提下，尽可能少的减少行波装置的安装数量，采用行波故障定位方法，该方法可以双端为主，单端为辅，配置灵活，并利用多点装置的单端定位结果求取均值以减小误差，且定位精确度高，不受故障位置和过渡电阻的影响，该方法兼顾了供电可靠性和电网的投资成本，具有一定的工程应用价值。
参考文献
[1]贾清泉,郑旭然,刘楚,王宁,焦晋荣,孙玲玲.基于故障方向测度的配电网故障区段定位方法[J].中国电机工程学报,2017,37(20):5933-5941.
[2]董张卓.配电网和配电自动化系统[M].机械工业出版社,2016.
[3]周永勇.配电网故障诊断、定位及恢复方法研究[D].重庆大学，2010
作者简介:冯建辉(1987),男，四川仁寿人，工程师，变电运行高价技师，云南电网有限责任公司二级助理技能专家，云南电网公司有限责任公司怒江供电局，主要从事变配电领域专业技术研究及科技创新，职工技术创新等工作.