配电网故障定位研究

可靠、准确的对配电网的故障进行定位是配电网故障隔离、排除、恢复供电的基础和前提。当配电网发生故障时，运行维护人员的首要任务就是快速确定故障区段，尽量缩小巡线范围，让抢修人员能够准确、高效地到达故障点开展工作。而采用的故障定位技术先进与否，直接影响故障定位的准确性，从而影响用户故障停电时长，进一步影响社会、经济、生活等各方面。 我国中低压配电网中性点广泛采用小电流接地方式，与国外部分配电网中性点采用大电流接地方式迥然不同。所以国内众多学者根据我国配电网结构特点、接地方式、自动化水平等具体情况研究开发了一系列故障定位的方法和仪器。但这些方法和仪器仍然存在不少问题，比如故障定位准确性、可靠性方面仍有待于提高；对配电网通信设备、测量仪器要求较高；故障定位装置造价昂贵，影响其推广应用。因此，本文提出基于相模变换和频谱分析的故障定位法，该方法能有效解决上述问题。本文主要研究内容如下： 首先介绍了我国配电网的主要特点以及配电网故障定位研究现状。然后分析配电网故障定位整体步骤，并详细探讨了故障定位信息采集，信息处理，判断结果；判断结果包括的确定故障类型、故障相和故障区段，以德国中压配电网测试模型为例验证了该故障定位整体步骤的正确性。因为每种故障定位方法都存在优缺点，单一方法故障定位效果不够理想，所以提出综合运用多种故障定位方法缩小故障区域。 为实现这个目标，后续章节探讨了行波故障定位法，并提出了基于相模变换和频谱分析行波故障定位法，该方法对测量装置要求不高，只需要在变电站出口处安装一台电压测量装置即可。以典型辐射性配电网为例进行仿真分析，结果表明该方法不受故障电阻、故障初始角以及负荷变化因素影响，故其可靠性、准确性较高。 由于测量装置精度、测量范围有限，为保证配电网中任意点均能可靠、唯一地定位故障，故基于相模变换和频谱分析的故障定位法应用在复杂配电网是需要在多个节点配置测量装置。而如何确定测量装置配置数量和位置是一个非常实际的问题，直接关系配电网故障定位的可靠性和经济性。故本文提出故障定位可观测分析方法形成约束条件，以各节点配置测量装置的费用之和最小为目标函数，将故障定位装置布点问题转化为整数规划问题求解。