故障定位技术在配电网中应用探究

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1、故障定位技术在配电网中应用探究　　摘要：研究了几种应用在配电网中的故障定位技术。对基于行波理论、遗传算法、改进矩阵算法、蚁群算法的故障定位技术的原理和特点进行了分析。Abstract：Severalfaultlocationtechniquesusedinthedistributionnetworkarestudied.Theprinciplesandfeaturesoffaultlocalizationtechniquebasedontravelingwave，geneticalgorithm，impro

2、vedmatrixalgorithmandantcolonyalgorithmareanalyzed.关键词：故障定位；配电网；行波；遗传算法；蚁群算法；矩阵Keywords：faultlocation；distributionnetwork；travellingwave；geneticalgorithm（GA）；antcolonyalgorithm；matrix中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）29-0050-020引言8保证和提高用户供电的可靠性是供电企业的一项

3、基本任务。根据相关的数据分析，电网中很大一部分的停电事故都是由配电网所引起的（扣除发电不足等因素），而且大多是由于配电网故障引起。当线路发生故障时，用户供电可能会中断，为减少停电造成的损失，需要快速、准确地测定配电网故障位置，然后及时隔离并修复故障，这对于缩短停电时间，减少由于停电对用户造成的损失，提高供电可靠性意义重大。对线路进行测量时可带电测量，也可不带电测量，因此配电网的故障定位技术相应的分为在线定位方式和离线定位方式。实际运行中，配电线路发生的故障以绝缘击穿故障为主。绝缘会在线路停电后恢复，而且故障

4、电阻会上升很大，采用直流电阻或注入信号寻迹等简单的方法很难测定故障点的位置，因此就需要采用高压设备将故障点击穿后测寻故障点。目前的离线定位法在电缆故障定位中应用较多。由于架空线路的供电距离比较长，实施加高压击穿故障不太容易，而且线路一般跟配电变压器直接连在一起，用户的用电设备在外加高电压时会受到一定程度的损害。因此，一般架空线路不采用离线定位技术。8配电网故障定位技术在具体的实现方式上，可分为广域故障区段定位法和直接故障测距法。前者利用多个线路终端（FTW）或故障指示器（FPS）进行定位，一般用于交通便利、

5、自动化水平较高的城区配电网，以完成快速故障隔离；后者则直接根据在线路出口处测量的相关电气信息来计算故障距离。一般应用于供电距离较长、不容易巡检的乡镇配电网或铁路自闭/贯通系统以进行故障点的查找。根据不同的设计原理，本文分别分析了几种配电网故障定位技术。1配电网故障定位技术1.1基于行波理论的配电网故障定位行波技术已在电力系统中有了较广泛研究，根据其相关理论，发生在线路上的扰动，其电气量会以行波的形式传向系统的其它部分，那么我们就可以利用测量到的暂态行波信号来设计一些故障测距方法[1]。行波法的设计原理比较简

6、单，而且有较高的准确度，可分为单端法和双端法。单端法是在行波波速已知的前提下，根据故障点的第一个反射波到测量点的时间与初始行波到测量点的时间差来确定故障距离；假设行波波速已知，参考时间相同，双端法在故障线路两端同时测量故障产生的初始行波波头，根据两个波头的时间差来进行故障定位。对于输电线路，由于输电距离较长，可通过GPS同步时钟来精确算出故障距离；对于配电线路，由于其结构一般比较复杂，分支节点也较多，分支节点会产生反射波，负荷变压器断点也会产生反射波，这些反射波会与来自故障点的反射波混杂在一起，来自故障点的

7、第一次反射波就很难分辨出来，因此故障波头识别及混合线路波阻抗变化等问题是在配网中采用行波测距要解决的问题。1.2基于遗传算法的配电网故障定位遗传算法（genetic8algorithm，GA）基于自适应启发式全局搜索，可同时搜索解空间的多个点，而且鲁棒性较强，可使所求的问题得到全局最优解。1.2.1参数确定基于遗传算法的故障定位技术的基本操作有：构造编码、构造开关函数、构造应度函数、初始解群的形成以及遗传操作[2]。合理确定待求参数和编码方式、构造合理开关函数和适应度函数，是配电网故障定位的首要问题。把每个

8、开关（如联络开关、分段开关、断路器开关）看作成一个节点，把两个相邻开关之间的配电区域看作是一个独立设备，由上传给主站监控系统带时标的故障报警系统确定各节点的状态信息，那么各独立设备的状态就成为了遗传算法的相关参数。1.2.2编码方式在遗传算法中，其运算对象是一些参数的对应编码，对参数本身不产生运算，因此要对参数进行编码设计。由于电力系统中设备的状态一般为正常状态和故障状态，因此可采用二进制编码方式（0或1）来表示