Page 113 - 电力与能源2023年第五期

张 成，等：一种配电网架空线路故障精确定位装置 535

2 配电网架空线路故障精确定位装置的
主要功能及其实现原理

2.1 选线选相功能
采用高精度北斗授时时钟和信号相位误差校
准技术的配电网故障定位装置，拥有纳秒级时钟
精度。根据采集到行波信号的时间先后顺序以及
暂态零序特征，进行选线和选相。 图 4 线路故障区间定位原理示意

2.2 单相接地故障预警和定位功能
校准的功能，使得时钟同步一致性达到纳秒级，实
通过采集配电网架空线路高阻接地隐患放电
现定位精度架空线路小于 100 m。
行波信号和电场变化情况，结合零序电流实现接
行波双端测距原理和计算公式如图 5 所示。
地故障综合研判。监测和分析隐患放电行波、故
架空线路发生故障时会产生高频行波信号，行波
障行波信号，可实现对架空线路运行状态的实时
监测、隐患放电预警，以及单相接地故障的精确定 信号自故障点沿导线向两端传播，安装于线路两
位，早期放电预警波形如图 3 所示。利用早期放 端的监测终端，采集故障初始行波并测算和记录
电预警就可以在线路发展到故障前提前安排消除 波头时间。通过计算可以得到两个行波波头的时
缺陷的检修作业，从而避免了故障的发生，提高了 间差，在已知线路两监测点之间线路长度和行波
线路运行的稳定性。一般采集 10～200 kHz 频带 波速的情况下，可以计算出故障点位置。
的放电信号，这个频段信号频率低，传输距离远，

容易被监测。

图 5 行波定位原理

3 配电网架空线路故障精确定位装置的

技术参数

图 3 早期放电预警波形 配电网架空线路故障精确定位装置的技术参
2.3 线路故障区段定位功能 数如表 1 所示。
线路故障定位装置作为分界点将线路划分为
表 1 装置技术参数
若干区间，故障发生后，通过结合零序电流波形变 序号 性能参数 参数值

化和监测装置采集到的初始行波信号的先后时 1 精确定位/m ≤100
2 故障识别率/% ≥95
间，确定故障点所在区间，缩小故障点查找范围，
3 故障点定位时间/min ＜5
从而实现快速区分故障属于主干线路还是分支线 4 故障分析方法 深度学习算法
路、用户侧故障还是电网故障，方便运维人员快速 5 工频采样率/kHz 20
6 行波采样率/MHz 20
锁定故障范围，其原理如图 4 所示。
7 广域时钟同步/ns 10
2.4 线路故障高精度定位功能 8 供电方式 CT 取能+太阳能供电二合一
主站平台具有对接收到的信号相位误差进行 9 安装方式 带电安装