配电网故障定位技术发展现状及展望

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1、２０２０１８年１１月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第３７卷第６期配电网故障定位技术发展现状及展望梁睿，孟祥震，周鲁天，彭楠（江苏省煤矿电气与自动化工程实验室（中国矿业大学电气与动力工程学院），江苏徐州２２１１１６）摘要：快速准确的故障定位是电网快速自愈的基础，是实现智能配电网的基础关键技术。文中结合近年来国内外学者的研究成果，对现有的配电网故障定位研究进行了综述，归纳总结了利用暂态电气量特征和稳态电气量特征的故障区段定位方法，基于行波法、阻抗法及非行波分析的暂态电气量、非稳态分析的稳态电气量的故障精确定位方法。对各类方法的先进性和

2、存在的问题进行了述评，并结合实际工程应用、国内外研究现状与配电网的发展趋势，对未来配电网故障定位研究进行了展望。关键词：配电网；故障定位；区段定位；精确定位中图分类号：ＴＭ７２６文献标志码：Ａ文章编号：２０９６－３２０３（２０１８）０６－００２０－０８故障定位的发展方向趋势进行展望。０引言配电网是连接输电网与电力用户的纽带，配电１故障区段定位网故障定位是提高需求侧供电可靠性的基础性工配电网故障区段定位可以及时可靠地确定故作，是实现配电网自动化的中心技术环节，同时也障区段，以便隔离该故障区域并恢复非故障区域的是保证整个电力系统安全稳定运行的重要工作之供电，尽量缩小巡线范

3、围，为抢修人员排除故障，提一。由于故障选线只能粗略确定故障所在馈线，近供尽可能的帮助。这对于提高需求侧供电可靠性、年来的研究多集中于故障区段定位和故障精确定实现配电网络安全运行具有重要意义，同时，区段位这两种精度更高的配电网故障定位技术的应用。定位也为线路的自动化保护动作提供了重要依据。但相较于输电线路，配电系统的网络结构较为复现阶段，主要是基于测量得到的电压、电流或其他杂，支路线路较多，运行方式也更多样。这无疑给参数来实现及时可靠的故障区段定位的研究。配电网的故障定位技术研发带来了更多的难题与１．１稳态电气量特征的区段定位挑战。配电网区段定位可以通过监测各处区段的故

4、目前应用于现场的工业产品多数仍仅能实现障电流幅值、相角、方向和电压幅值等稳态电气量故障所在线路的确定，在灵敏性与可靠性方面不尽来实现。故障发生后，故障点周围测量点的电气量人意。而故障区段定位，可以实现故障点所在故障会发生明显变化，可利用这种稳态信息差异确定故区段的确定，以便隔离故障并恢复非故障区域的供障区段。电。故障精确定位，即实现故障位置的直接定位，文献［１］利用故障点上游区段相电流突变量与避免人工巡查检出故障点。采用中性点有效接地相电压突变量导数正相关而故障点下游区段负相方式的配电网故障特征明显，其故障定位技术主要关的性质确定故障区段。该方法克服了现有配电面临网络

5、结构复杂、线路分支多带来的问题，但我网单相接地故障区段定位通信量大以及零序电气国的配电网络多采用中性点非有效接地，即小电流量难以测量的缺点，具有自举性，在不具备通信条接地方式，因此还须克服故障特征信号微弱的难题。件的配电网中通过故障指示器的形式实现，在具备本文将结合国内外最新研究成果，对配电网故通信条件下上传数据量少，通信系统负担小。文献障区段定位和故障精确定位两类技术进行归纳论［２］提出一种基于相电流故障分量的配电网区段定述，概略分析。重点关注在配电网中最为常见的单位方法。在单相接地故障期间，非故障相的故障电相接地故障，同时基于目前的研究现状，对配电网流分量与故障点

6、后区段电流分量的振幅和波形相收稿日期：２０１８－０７－０９；修回日期：２０１８－０８－１４同，而在故障点和母线之间的部分有很大不同，所基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１５０４２５３）；江苏省以在部分位置安装故障检测装置，测量和比较不同自然科学基金资助项目（ＢＫ２０１６１１８５）位置的三相故障电流分量，结合网络拓扑结构，确梁睿等：配电网故障定位技术发展现状及展望２１定故障区段。展的重点。文献［９］利用故障点处由各电源共同作随着分布式电源（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）的用产生的零序故障电流与由各ＤＧ测量点处的零序发展，对含有ＤＧ的配电网故障定

7、位也是目前研究故障电流相等的关系来确定故障区段。该方法在的热门。文献［３］通过在某线路区段内比较整定值ＤＧ较少时准确率较高，且不受系统拓扑结构、运行与故障点上下游故障电流幅值比确定故障区段。方式、故障时间和接地电阻的影响。该方法无须改变原有的过电流检测整定值，简单易相较于稳态电气量特征的故障区段定位，暂态行，在ＤＧ容量低、对电压变化影响不大的系统中适电气量不易监测，所以暂态电气量特征的区段定位用。文献［４］提出一种比较区段内的克拉克α、β多以对比故障点附近暂态信息的差异来确定。在模电流相角差值与零的关系进行故障定位方法。接入ＤＧ的配电网中，还须考虑Ｄ