配电线路新型故障定位系统

配网故障定位I 目前各种定位方法及适用范围II 目前存在的问题配电系统小电流接地故障电流微弱、故障电弧不稳定,使得准确定位其故障点成为难题。

对于小电流接地故障检测的诸多方法,除信号注入法外,其余检测方法均依赖发生故障前后配电网参数的变化。

鉴于小电流接地系统的自身特点,当受到电磁干扰和谐波污染,可使信号失真,影响各种选择原理的可靠性和准确性。

目前,多数检测方法仅是理论可行,在实用化方面存在较大困难和限制。

实践中,应用较为广泛的主要是基于注入信号的定位原理,该方法实际使用中并不理想,且检测时间较长。

另外一种常用的基于故障指示器的定位方法,检测相间短路故障效果不错,但对于单相接地故障检测,实用效果很不理想。

基于FTU的故障分段定位方法也没有很好的解决单相接地故障定位的问题,且实现配网自动化成本太高,限制了其应用范围。

III 配电网故障定位研究展望目前故障定位方法按照检测方式可分为主动式和被动式两种。

主动式一般是在线路不停电的情况下,故障发生后向系统注入特定的信号实现故障定位,如果接地点存在间歇性电弧现象,注入的信号在线路中将不连续,给故障定位带来困难,若是在离线的情况下利用其实现故障定位,需要外加直流高压使接地点保持击穿状态,势必增加投资和检测复杂性。

被动式主要是利用故障发生时采集信号中包含的故障信息以及故障前后线路参数的变化实现故障点的定位,不需要额外增加设备,在现场容易实现,所以利用被动式检测方法查找故障点是今后配电网故障定位的发展方向。

行波法具有不受系统参数、系统运行方式变化、线路不对称及互感器变换误差等因素的影响,在电子技术日益发展的今天,利用故障产生的行波信息实现配电网故障测距具有重要研究意义。

但如何解决好实际应用中面临的关键技术问题,比如行波测距模式的确定、行波信号的获取、架空电缆混合线路的影响、多分支线路的影响以及高阻接地故障的影响等,是其获得成功应用的关键。

另外,通过安装故障指示器或线路FTU来实现配电线路故障尤其是单相接地故障定位,仍然具有重要研究价值。

基于MMC的柔性直流配电网故障定位及保护配置研究一、本文概述随着能源结构的转型和电力电子技术的快速发展，直流配电网，特别是基于模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）的柔性直流配电网，逐渐成为未来智能电网的重要组成部分。

然而，与传统的交流配电网相比，直流配电网的故障特性和保护策略存在显著差异，这使得故障定位和保护配置面临诸多挑战。

因此，本文旨在深入研究基于MMC的柔性直流配电网的故障定位及保护配置问题，以提高电网的安全性和稳定性。

本文首先对柔性直流配电网的基本结构和工作原理进行介绍，重点阐述MMC的工作原理及其在直流配电网中的应用。

在此基础上，分析柔性直流配电网中可能出现的故障类型及其特性，包括线路故障、换流器故障等。

接着，本文深入探讨现有的故障定位方法，如行波法、阻抗法等，并分析其在柔性直流配电网中的适用性。

同时，针对柔性直流配电网的故障特性，研究适用于该系统的保护配置方案，包括过流保护、欠压保护等。

本文还将通过仿真实验和实际案例分析，对所提出的故障定位方法和保护配置方案进行验证。

通过仿真实验，模拟不同故障场景下电网的动态行为，评估故障定位方法的准确性和保护配置方案的有效性。

结合实际案例，分析故障发生的原因和处理过程，为实际工程应用提供参考。

本文旨在通过理论分析和实验研究，为基于MMC的柔性直流配电网的故障定位及保护配置提供有效的解决方案，为推动直流配电网技术的发展和应用提供理论支持和实践指导。

二、MMC技术及其在柔性直流配电网中的应用模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter，MMC）是一种新型的高压大功率电力电子变换技术，由德国学者R. Marquardt和A. Lesnicar于2002年首次提出。

MMC由多个结构相同、相互独立的子模块（Sub-Module，SM）级联而成，通过控制子模块的投入与切除，可以灵活地调节输出电压的幅值和极性，从而实现直流电网的灵活、高效、可靠运行。

输电线路故障定位原理
输电线路故障定位的原理主要是基于信号传输和定位技术。

一般来说，输电线路故障包括短路故障和断路故障两种情况。

1. 短路故障定位原理：
短路故障通常是由两个或多个导体之间发生电气连接引起的。

短路定位的原理是利用故障导线周围的电场和磁场特性来测量和分析故障点位置。

电场法：通过测量故障导线两端的电压和电流，可以计算出故障发生位置距离测量点的距离。

磁场法：通过测量故障导线周围的磁场强度和方向变化，可以推断出故障发生位置。

2. 断路故障定位原理：
断路故障是由于线路断开或连接不良导致电流中断。

断路定位的原理是利用故障导线两侧电压信号的差异来确定故障点位置。

反射法：在故障导线两侧施加脉冲电压信号，当信号遇到断路位置时会发生反射。

通过测量反射信号的到达时间和幅度，可以得到故障点位置。

比较法：在故障导线两侧测量电流和电压信号，并比较两侧的相位差和幅度差异，就可以确定故障点的位置。

总的来说，输电线路故障定位通过测量和分析导线周围的电场、磁场、电流和电压信号等，利用不同的方法推算故障点位置。

根据不同的故障类型和定位条件，可以选择合适的原理和技术进行定位。

WGXD—2007输电网故障行波定位系统技术说明书二〇〇七年一、概述高压输电线路输送距离长，暴露在旷野，且多为山区丘陵地形，易发生故障。

故障点的快速、精确定位，一直是电力部门尚未解决的难题，对电力系统的安全运行构成较大威胁，也给线路运行维护人员带来了繁重的负担。

本产品在前期研究并获3项发明专利的电压行波故障定位方法、专用行波传感器和高精度GPS同步时钟的基础上，研究开发了一种原创性的具有广泛应用前景的高精度电网故障定位技术。

该技术通过检测由故障点产生沿输电线路以接近光速的速度传输到电网中各变电站的暂态行波信号，记录故障行波到达各变电站测量点的GPS同步时钟精确时间值，由故障线路两侧变电站测量到的GPS时间差计算故障点精确位置。

故障行波定位系统由各变电站的故障行波采样单元通过通讯网络与安装在调度的故障定位主机相连组成，实现对整个电网各种故障的精确定位，且可以用于电网相角测量。

具体实现时，装置通过电压互感器和电流互感器直接提取故障行波波头，启动记录行波波头到达的GPS时间并传输到安装在调度中心的故障行波定位主机，根据输电线路两端测量的故障行波到达时间差计算故障点位置。

并把故障数据信息通过Web服务器发送到各故障线路两侧变电站的主管电业局，便于电业局迅速进行故障处理。

二、产品的主要特点✓改变传统按输电线路进行故障定位方式，两个故障行波定位屏完成单条输电线路故障定位；该系统按电网进行故障定位，在每个变电站仅需安装一套行波采集装置，便可实现整个电网的故障定位；✓行波定位装置分别从电压互感器、电流互感器和专用行波传感器提取故障行波波头，造价低，安装简单，满足电力系统安全运行要求；✓采用高精度晶振同步GPS时钟，产生高精度时间同步信号，能有效消除S.A.干扰，在卫星正常接受条件下时间误差不高于0.1μS，卫星失步一小时的条件下时间误差不高于1μS；✓故障定位精度高，现场试验测试表明：定位误差小于150米；✓定位装置具有较高的运行可靠性，能够满足对雷击闪络、断线、碰线、污闪等各种类型故障的准确定位，尤其适用于高阻接地故障的定位；✓软件采用Windows操作平台，基于C++Builder5开发，采用图形界面，运行稳定、升级方便、操作简单，可与变电站综合自动化系统及调度中心通讯；✓具有完整的软硬件自检功能，设有掉电保护，抗干扰能力强。

故障定位系统在油田电网的应用摘要：本文针对油田电网的技术需求，主要介绍了一种基于故障指示器技术单相接地故障检测技术和地理信息系统技术的配电线路故障定位系统它能够在故障后的几分钟内在控制中心通过与系统的结合给出故障具体地理位置和故障时间的指示信息帮助维修人员迅速赶赴现场排除故障恢复正常供电，不但大大提高供电可靠性，也可大幅度减少巡线工作量提高工作效率。

关键词：相间短路单相接地故障指示器故障定位一、引言采油厂目前共有92条6kv及10kv线路，线路总长度824公里。

这些配电线路分布面积广，单条线路长，担负着全采油厂多座计量注水站、油水井的供电任务。

由于油田生产性质，分支线路的不断增大，线路的结构愈来愈复杂，加之后续投资力度不够等因素，导致线路故障频繁，一遇事故情况，即使全部人员、车辆全力以赴寻找具体故障所在的分支和故障点，仍需较长时间才能排除故障、恢复送电，给原油生产带来很大影响。

配电系统因为分支线多而复杂，发生短路故障时一般仅出口断路器跳闸，即使在主干线上用开关分段，也只能隔离有限的几段，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。

而自动故障定位系统可以自动、高效对短路故障点检测并进行定位，在故障发生后的很短时间内在控制中心给出故障点位置，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电，减少了停电时间。

二、故障定位系统原理及组成1、系统原理故障定位系统主要用于相间短路故障点的检测，它是在故障指示器概念的基础上发展起来的。

电力线路短路故障时，安装在短路故障电流通路上的故障检测探头fd启动，给出红色显示，同时发出一无线调制编码信息，无线发射子站接收到线路上发来的信息后，先解调、解码，再将发射站的地址码信息综合后，再经过编码调制后通过无线发射子站发射出去。

安装在监控中心的无线接收总站，接收到子站发来的信息后进行解调，解调后的信息送通讯主站进行解码处理，然后通过rs-232接口，将信号传送给监控中心的计算机，线路故障计算机信息系统将收到的所有含有地址码信息的数据进行综合处理，包括纠错校正逻辑判断运算，对故障通路定位、并在电子地图中标识出来。

浅谈架空输电线路故障诊断及故障点定位摘要：输电线路故障诊断是保证供电可靠性的关键技术,但国内还没有直接的监测技术能实现输电线路故障原因辨识。

文章讲述了一种新型的500kV配电网架空线路故障指示装置，能更好的判断故障线路并实现故障区域定位。

关键词：架空输电线路；故障；诊断一、系统概述我国输电线路成网络状结构分布，分支多，且多数地区地形复杂，线路故障率很高，传统的故障查找方式没有实现故障信息实时上传功能，不具备故障自动定位功能，一旦线路出现故障，需要人工沿线查找，仍然增加了故障查找难度和时间。

而利用配网自动化系统能够实现故障的自动定位，但成本太大，难以推广。

因此，利用简单、成本低廉的无线电通信技术将故障指示器所采集到的故障信息上传到自动化主站系统，从而实现故障区段的自动定位是十分必要的。

线路故障在线检测系统是我公司结合电力系统多年故障检测技术经验和当前先进的无线传输技术研究开发的，该系统具备了故障自动定位和显示故障类别的功能，实时检测线路的各种运行状态，诸如送电、停电、缺相、短路、接地、过流等。

在线路运行状态发生变化时快速做出反应，并通过无线电通讯模块将故障所在位置和故障类别迅速传送到监控中心的计算机上，从而对故障做出及时、快速、准确的处理，增强供电可靠性，提高用户的满意度。

线路故障在线检测系统的应用，极大的提高供电可靠性，提高作业自动化、信息化水平．为电力线路的安全、经济运行保驾护航。

二、系统组成1、无线传输线路故障检测器该装置挂装于线路上，主要由信号检测模块和无线数据传输构成。

作用是将检测到的上电、断电、短路故障和接地故障等信号通过无线传输到接收总站或中转站。

2、监控中心无线传输接收总站由数据接收装置和计算机组成，系统配备专用的监控软件。

检测数据通过接收装置传送到计算机上，监控软件将接收到的数据进行分析处理。

在线路图上显示故障路线及位置并发出声音报警，同时将故障地点及类型通知值班人员。

3、无线传输中转站（故障检测器与接收总站距离大于50公里时需要设立）该装置安装于故障监测器与接收总站距离大于50公里的地方，主要由无线传输模块和太阳能供电装置构成。

第30卷 第12期2023年12月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.302023 No.12电缆故障在线监测及定位系统方案及应用林 阳，王 耀，李续照，潘仁秋（南京南瑞继保电气有限公司，南京 211102）摘 要：提出了一套以具有电缆局放预警、环流预警、故障选线、故障测距“四合一”功能的故障在线监测定位装置为核心，适用于地下及配网电缆的故障在线监测及定位系统及其应用方案。

系统由监测信号传感器（含行波/局放/环流传感器）、信号采集及监测定位装置、监测主站和通讯网络4部分构成。

根据城市配电网、地下电缆、工矿企业电缆网络等不同应用场景的需求，提出了相应的系统配置原则和方案，并提供了现场应用的案例。

关键词：在线预警；局部放电；行波选线中图分类号：TM75 文献标志码：AScheme and Application of On-Line Monitoring andLocating System for Cable FaultLin Yang ，Wang Yao ，Li Xuzhao ，Pan Renqiu （NR Electric Co., Ltd., Nanjing,211102,China ）Abstract：This article proposes a set of on-line monitoring and locating system for cable fault for underground and distribution network cables and its application scheme, which can achieve the functions of partial discharge monitoring and early warning, sheath circulation monitoring and early warning, traveling wave fault line selection, and traveling wave fault location. The system consists of four parts: monitoring signal sensors (including traveling wave/partial discharge/sheath circulating current sensors), signal acquisition and locating devices, master station, and communication network. This article proposes configuration principles and application solutions for different application scenarios, such as urban distribution networks, underground cables, industrial and mining enterprises. This article proposes an application case of the on-line monitoring and positioning system. Key words：on-line monitoring ；partial discharge （PD ）；traveling wave fault line selection收稿日期：2023-07-31作者简介：林阳（1981-），男，辽宁营口人，本科，工程师，研究方向：能源管控系统、电缆隧道监控系统。