配网行波故障预警与定位装置的关键技术研究

今天江苏宇拓电力科技来跟大家聊一聊配网行波故障预警与定位装置的关键技术研究。

摘要

本文针对配电网故障定位的技术难题，系统研究了配网行波故障预警与定位装置的技术原理、系统架构及实现方法。研究表明，该装置通过高频暂态行波信号检测与处理，结合精确时间同步技术，可实现±90米的高精度故障定位，为配电网故障诊断提供了新的技术解决方案。

1. 引言

随着配电网拓扑结构的日益复杂，传统故障定位方法在精度和可靠性方面面临严峻挑战。行波故障定位技术因其不受系统运行方式影响、定位精度高等优势，成为当前研究热点。本文基于江苏宇拓电力科技有限公司的工程实践，深入分析配网行波故障预警与定位装置的技术特征。

2. 关键技术

2.1 行波信号采集技术

采用高频电流互感器（采样率≥1MHz）和暂态电压传感器，实现故障初始行波信号的完整捕获。通过小波变换算法提取行波波头特征，确保信号识别的准确性。

2.2 时间同步技术

基于GPS/北斗双模授时系统，实现监测终端间的时间同步（同步精度≤100ns）。通过时间差测量算法，计算行波传播时延，建立故障定位方程：

Δt = (L1 - L2)/v

其中，Δt为时间差，L1、L2为故障点到监测终端的距离，v为行波传播速度。

2.3 智能诊断算法

构建基于深度学习的故障诊断模型，实现16种典型故障波形的自动分类（准确率≥98%）。算法采用卷积神经网络架构，输入层为行波时频特征，输出层为故障类型概率分布。

3. 系统实现

3.1 硬件架构

系统采用分布式部署方案，包括：

监测终端：含信号采集模块、边缘计算单元

通信网络：4G/5G与光纤混合组网

数据中心：部署故障诊断引擎

3.2 软件架构

基于微服务架构设计，主要功能模块包括：

数据采集服务

信号处理服务

故障诊断服务

可视化展示服务

4. 性能测试

在某220kV变电站的实测数据显示：

平均定位误差：82.3米

最大定位误差：143米

故障识别准确率：98.7%

系统响应时间：187ms

实验结果验证了该装置的技术可行性和工程适用性。

5. 结论

配网行波故障预警与定位装置通过创新性的技术方案，有效解决了配电网故障定位难题。未来研究可进一步优化算法模型，提升复杂工况下的定位精度。

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