关键词：农村配电网 故障定位 电缆系统
根据测量时线路是否带电，配电网故障定位技术可分为在线和离线两种方式。实际的配电线路故障绝大部分是绝缘击穿故障，在线路停电后，绝缘恢复，故障电阻上升至数千欧甚至数兆欧，难以通过直流电阻或注入信号寻迹等简单的方法测定故障点位置，通常需要采用高压设备将故障点击穿后测寻故障点。在具体实现方式上，故障定位方法可分为利用多个线路终端(FTU)或故障指示器(FPI)的广域故障区段定位法以及直接利用线路出口处测量到的电气量信息计算故障距离的故障测距法。
1.短路故障定位方法
电力系统短路故障是指引起电流急剧增大，电压大幅度下降，并进一步导致电气设备损坏的相与相或相与地之间的短接。短路分为三相短路，两相短路、两相对地短路和单相对地短路。短路故障特征明显，故障定位的实现相对简单。
一是故障区段定位法。短路故障电流幅值较大，易于检测，通常采用“过电流法”实现架空线路短路故障的区段定位，原理与过流保护相同．。“过电流法”需要借助馈线终端装置或故障指示器定位故障区段。手拉手环网馈线自动化(FA)系统为例，在线路出现短路故障时，检测到过流现象并上报至FA控制主站。主站分析故障信息，确定故障区段。在变电所保护动作跳开故障线路后，遥控分段开关隔离故障，恢复非故障区段供电。“过电流法”原理简单，判据明确，同时具有较好的灵敏度。FPI在故障定位实现上与FTU相同，其测量方式分为直接测量和非接触式测量(测量电磁场)两种。采用非接触式测量监测故障信息具备一定的现场应用优势，测量装置的灵敏度和可靠性是该研究能否推广的关键。
二是故障测距法。对于郊区及乡镇配电网，供电距离长，采用故障测距的定位方法既可以降低成本，又可以减轻寻线负担。
三是阻抗法。阻抗法是利用故障时测到的电压和电流求取故障回路的阻抗，又因故障回路阻抗与故障距离成正比，从而据此定位故障。阻抗法原理简单，投资少，但配电网结构复杂，分支线、混合线路较多，且负荷影响较大，故阻抗法不能简单的直接用于测距计算，实际应用中常常作为辅助测距方法，结合“S注入法”计算故障距离或配合行波法确定故障。
四是电流对比法。为克服阻抗法对负荷影响考虑不足的缺点，欧洲一些发达国家采取了一些改进措施，在计算中考虑实时采集的负荷电流，通过电流对比定位故障区段。该方法对自动化实现程度要求较高，它是利用SCADA/EMS／DMS／D—SCADA计算各条线路的故障电流并与各点测量上报的故障电流进行对比，判断故障位置。
五是接地故障定位方法。接地故障是指中性点非有效接地系统发生的单相对地短接，又称小电流接地故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其工频故障电流微弱，故障电弧不稳定，而由线路电容充放电引起的暂态信号幅值较大，信息量丰富。针对小电流接地故障的特点，故障定位研究中采用了多种解决策略。
2.故障区段定位法
一是“S”注入法，是利用故障时暂时“闲置”的接地相电压互感器注入一个特殊信号电流，通过对该信号进行寻迹来实现故障选线和定位。在实际工程应用中可以在线路节点和分支点安装信号探测器，通过检测信号的路径来定位故障区段，也可以通过手持探测仪沿线巡检，信号消失的点即为故障点。
二是零序电流法。零序电流法利用线路零序电流的幅值及相位特征进行故障区段定位。对于谐振接地系统，由于消弧线圈的补偿作用，故障线路零序电流的变化特征不明显，幅值和相位判据失效，对谐振系统故障后的稳态零序电流增量进行分解，根据分解后的电流增量的相位定位故障区段；在故障发生后通过改变消弧线圈的补偿度，监测线路零序电流的增量变化来判断故障区段，零序电流增量法的基本原理及配合FTU的定位策略。
三是中电阻法。中电阻法是对稳态零序电流法的一种成功改进。由于谐振接地系统的稳态故障电流无法用于故障检测，需要在中性点投入中电阻产生足够大的零序电流，通过比较沿线FTU检测到的零序电流幅值判断故障区段。该方法适用于谐振接地系统，从根本上克服了稳态法灵敏度低的缺点，但需要改动变电所的中性点接地方式，同时也带来了一定的成本问题。
四是行波法。根据行波理论，线路上的任何扰动，其电气量均以行波的形式向系统的其它部分传播，因此在理论上可以利用测量到的暂态行波信号实现各种类型故障测距。
五是参数辨识法。参数辨识是在系统结构已知的前提下，建立其等效数学模型，通过线路首端检测到的电气量求取模型内各元件参数的办法，利用零序电流、电压信号，辨识各出线对地电容，与己建模型电容比较选出故障线路，再辨识故障线路电感计算故障距离，由于小电流接地系统零序分量较小，仅能保证一定程度的选线判断，用于故障测距会大大降低计算精度，实际应用效果有待进一步验证。
3.小结
据统计，电力用户遭受的停电事故95％以上是由配电网引起的，其中大部分是故障原因。农村配电网薄弱，故障引起停电更是占绝大多数。因此，准确地测定配电网故障位置，对于及时隔离并修复故障、提高供电可靠性具有十分重要的意义，不同的定位技术都有各自的特点及适用范围，工程上应结合当地配电网的结构及现场条件综合选择最合适的定位方案。
参考文献：
[1]彭丽芳.农村电网中低压电缆故障点的查找方法.农机化研究，2007年1月第1期.
[2]张前进.10kV配网供电可靠性提高技术探讨[J].中国新技术新产品,2014
论文作者:何丹凤
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 20期
论文发表时间:2020/3/16
标签：故障论文; 电流论文; 区段论文; 线路论文; 阻抗论文; 测量论文; 信号论文; 《当代电力文化》2019年 20期论文;