【关键词】配电自动化；故障定位；系统可靠性；数据融合

引言

随着城市化的迅速发展，人们对电力的使用越来越多，对配电网的可靠性和稳定性提出了更高的要求。常规的配电网通常都是人工操控，故障位置的查找需要一定的时间，故障的恢复时间很长，难以满足现代城市的电力需求。配电自动化系统作为电力系统的创新技术，借助自动化装置与智能化管理手段，实现对配电网的自动检测、快速定位，以及自动恢复配电网运行，从而提升配电网的供电能力和稳定性。

一、配电自动化系统与故障定位技术概述

（一）配电自动化系统的基本构成与功能

配电自动化系统（Distribution Automation System，DAS）是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统，与配电网数据采集与监视控制系统、配电地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和需求侧管理等共同构成配电管理系统。DAS主要实现对配电网运行状态的实时监控，自动感知并进行定位故障、实现自动恢复功能、实现优化负荷分配等，能够在配网故障情况下，实现故障的及时发现与隔离，保障正常供电。除上述功能，还具备负荷自动优化、故障报警、事件记录及信息分析等功效，可进一步提升配电网的运行效率与供电可靠性，保障配电网供电的平稳性与可靠性。

（二）DAS的运行特点

DAS实现了高效灵活化及自适应化。在配电网设备出现异常或者发生故障时，系统可以对异常情况做出及时的报警，并根据电力的负荷及外环境的变化，自动调控配电网的运行模式，同时实时优化配电网的运行方案。通过智能化计算分析，实现配电网的负荷调度及电力资源的优化配置，充分合理利用电网能源，保证电网运行的安全、稳定。

（三）故障定位技术的基本概念与方法

故障定位技术主要对故障定位，以缩短停电时间。采集配电网各环节的设备、传感器等相关数据，通过电流、电压、功率等数据变化，综合分析从而找出故障点的准确位置及故障性质等[1]。故障定位主要方法包括基于电流的故障定位、基于电压的故障定位以及数据融合故障定位。基于电流的故障定位需借助电流传感器进行检测，而基于电压的故障定位则通过电压波动来判断。此外，利用多点监测实现数据融合，旨在进一步提升故障定位的精确度。

（四）配电网络中常用的故障定位技术

短路电流法由于故障电流的急速变化，能够快速定位故障位置，特别对于短时发生的短路故障来说可以减小故障时间。

而行波法由于电压和电流行波从故障点到监测点的传输时间不同，可以通过波的传输时间差来确定故障点的位置，且适用于网络结构较复杂的配电网络，特别是采用多个监测点监测系统。

阻抗法则可以通过测得故障点的阻抗来确定故障点，在单回路、双回路配电网中很常见，也十分易于使用。

时差法则是通过电流或者电压信号的变动在多个监测点之间的传输时间来确定故障点的位置，特别适用于有多个监测点的配电网络，在复杂的网络结构中，可以有效地进行故障定位。

二、DAS中的故障诊断与定位策略

（一）故障诊断的基本流程与方法

故障诊断是配电自动化的重要功能之一，主要是根据电力设备的运行状态进行故障监测，然后对故障类型做出判断。主要步骤为采集故障信号、故障信号预处理、故障识别与分类以及故障恢复决策。故障信息的采集过程就是利用传感器监测电力设备运行过程中的电流、电压、频率等各种状态参数。信号采集进行数据预处理，需要经过噪声滤波、信号平滑等处理，获得精确的分析数据。故障识别与故障分类过程在分析故障信号状态后，采用信号分析法、模糊逻辑法或模式识别法等故障判断方法快速判断故障类型，以及找到故障的具体位置。