新环境下配电网中的故障定位技术分析

摘要 随着我国经济的快速发展，对于电力的需求量也越来越大。我国电网规模庞大，配电网络运行复杂，所以很难避免有电力故障的出现。根据有关统计数据显示，我国大部分的电力事故都是由于配电网故障引起的，为了快速的发生故障进行抢修，就运用到了故障定位技术，通过对配电网故障的定位，就能及时的进行处理，减少了事故造成的损失，对于电力供电稳定可靠性也具有很大的意义。本文就对配电网故障定位的几种方法进行分析，供相关部门参考。

关键词 配电网；故障定位技术；新环境

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）113-0174-02

配电网故障的定位技术，主要有广域故障区段的定位以及直接故障的测距。广域故障区段定位主要是对交通较为便利以及自动化技术较为成熟的区域配电网故障进行定位，其中需要利用故障指示器以及线路终端；对于那些不容易进行检修的、供电线路长的配电网，就要用到直接故障测距法进行定位，主要是通过在线路出口得到的信息数据进行故障距离的计算，以此来进行故障定位。根据配电网故障定位的原理不同，文中将要对几种定位技术进行介绍。

1 配电网故障定位技术之遗传算法

利用遗传算法进行配电网故障定位，主要进行的操作有确定相关参数、确定编码的方式、适应度与开关函数的构造、初始解群以及进行遗传操作。其中参数的确定、编码方式的确定以及适应度与开关函数的确定是配电网故障定位的关键问题，下面就对其进行详细的说明。

1.1 遗传算法中相关参数的确定

对于遗传算法中参数的确定，就要将分段开关、联络开关等所有的开关当做一个个节点，并将相邻开关之间配电区当做单独的设备，根据主站监控系统中接受到的故障报警系统，对每一个节点状态信息进行确定，以此可以得到每一个单独设备的状态信息，这个状态信息就是遗传算法中的参数。

1.2 遗传算法中的编码方式

在实际的遗传运算操作中，相关的参数并不能直接参与运算，参与运算的是参数的对应编码，所以就要根据参数进行设计编码。配电网设备的状态有两种，一种是发生故障状态，一种是正常状态，所以可以用二进制编码对配电网中的设备状态进行表示，二进制数字中1和0，用0表示配电网中电力设备处在正常状态，用1表示配电网中电力设备处在非正常状态，即故障状态。

1.3 遗传算法中的适应度与开关函数

适应度函数能够反映出开关过流信号与故障设备之间的关系，所以在利用遗传算法进行配电网故障定位时，构造适应度函数是其中的核心问题之一，可以说，适应度函数的合适度关系着配电网故障定位的精确度。

通过开关函数，结合配电网中各个设备的状态信息，就能确定配电网中各个开关的状态信息。进行遗传运算确定故障位置时，最大程度上将开关函数值与各个终端反映上来的电流越限信息进行逼近，就能得到故障定位的数学模型最优解。

根据上述说明分析，可以看出，通过遗传算法进行数据模型建立并故障定位，在算法上的容错性较强，最大程度上保证了故障定位的准确性。

2 配电网故障定位技术之行波理论技术

近几年，我国的电力系统中对于行波理论的研究也越来越多，根据行波理论，如果线路上发生扰动，那么线路扰动的电气量就会以行波的方式传向系统各个部分，利用这一特性进行简单的设计，就能实现对配电网故障的测距。利用行波法进行故障的测距分为单端测距以及双端测距两种方式。行波的波速一般可以通过测定得到，利用行波在线路中的传播，可以知道从故障点到测量点所用的时间，也能得到故障点第一个反应波到测量点所用的时间，通过这两个时间的差，就能过计算出故障距离，这就是单端法的原理；双端法就是在已知行波波速、参考的时间一样前提下，对故障线路的两端同时进行波头测量，通过两个波头反应的时间差来进行配电网中故障的定位。

对于输电线路来说，线路长度一般较长，所以在进行故障定位时常常会利用GPS进行，这样能够保证测到的故障距离比较准确；对于配电线路来说，一般的配电线路分布都比较复杂，支路较多，这样支路中产生的反射波就会对测量距离造成一定程度上的干扰，所以运用这种故障定位技术进行定位时，这一问题是需要解决的难题。

3 配电网故障定位技术之改进矩阵算法

对于改进矩阵的算法进行配电网故障的定位，利用到了配电网中发生故障时产生的过流信号。其中用到了两个矩阵，一个是网络描述矩阵，一个是故障判断矩阵。前者是通过对故障线路进行分区、计算，并通过动态模式形成的，后者是通过对检测到的相关电流信息进行元素值的修改，网络描述矩阵经过修改就成了故障判断矩阵。

3.1 网络描述矩阵的构建

网络描述矩阵能够对接线拓扑结构信息进行有效的反映，对于网络描述矩阵的构建，就必须进行配电网络的优化。具体的优化措施有以下几点：1）以常开的联络开关为分界点，进行配电网线路的划分；2）从划分好的线路中选择具有故障信息的线路进行计算；3）对监控终端的重合器、断路器等进行相应的编号。

3.2 故障判断矩阵的形成

为了进行故障的定位判断，就需要将网络描述矩阵变成故障判断矩阵，这主要是对于配电网故障线路的拓扑结构信息进行确定，并根据故障数据将网络描述矩阵中的相关元素进行修改，修改后的矩阵就是故障判断矩阵。其具体的转变手段如下：

当某个节点的整定值超出了故障过流时，网络描述矩阵中的对应数值等于1；网络描述矩阵中的这个节点对应行元素不发生变化。

当这个节点没有经历超过整定值的故障过流时，网络描述矩阵对应数值为0，并且要将这个节点对应列的全部元素变成0。

通过这一种方法进行配电网故障的定位，由于不用涉及到没有发生故障的线路，所以节约了很大的工作量，在操作上，这种方法计算简单，编程简易，故利用其进行故障区段定位非常适用。

4 结论

随着我国对电力需求量的增加，配电网规模也越来越大，在进行复杂的电力运行中，难免会有故障的发生，对于故障要及时的进行处理，将故障造成的损失降低到最小，这就需要及时的掌握故障发生的位置。对于配电网中故障定位技术有很多，要根据不同的配电网以及实际的情况进行选用，文中介绍的几种故障定位技术，分析了各自的特点与适用范畴。总的来说，提高配电网故障定位技术，就能使我国电力供电稳定性得到提高，促使我国电力事业的快速发展。

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