配网行波故障定位装置的拓扑感知技术

今天江苏宇拓电力科技来跟大家聊一聊配网行波故障定位装置YT/XJ-001的拓扑感知技术。

配网行波故障定位装置YT/XJ-001的拓扑感知技术，是针对配网线路中大量存在的单T接、多T接、架空电缆混架等复杂拓扑结构，通过“物理部署适配拓扑”“信号特征匹配拓扑”“数据中心建模拓扑”三级协同机制，实现对线路结构的动态感知与故障位置的精准映射。该技术突破传统故障定位“主支线无法分辨、故障路径混淆”的瓶颈，为复杂配网环境下的故障快速定位提供核心支撑，其故障区间定位可靠性达≥99%，精确定位准确率达92.7%。

一、拓扑感知的实现基础：“一线一案”的物理部署适配

拓扑感知技术的底层支撑是基于线路实际结构的“差异化终端部署策略”。装置通过“一线一案”原则，在配网线路的主线、支线、T接节点等关键位置部署监测终端，构建与物理拓扑对应的“监测节点网络”，使终端分布与线路结构特征一一匹配：

• 主线部署：在主线首末端及每间隔5km左右部署终端，形成覆盖主线全程的“基线监测链”，确保主线任意区段故障均可被相邻终端捕捉；

• 支线部署：对长支线（长度＞2km），在其首末端各部署终端，短支线（长度≤2km）仅在首端（T接处）部署终端，通过终端的“有无”及“数量”直观反映支线的存在与长度特征；

• 关键节点强化：在T接处、分支交汇点、重要负荷接入点等拓扑变化节点，增加终端部署密度，形成“拓扑特征标记点”，为数据中心识别线路分支提供物理依据。

终端采用一体化结构设计，支持带电安装，可直接固定于杆塔或电缆终端，无需改造线路本体，确保物理部署与线路拓扑的高度适配。

二、拓扑感知的核心逻辑：信号特征与拓扑模型的动态匹配

拓扑感知技术通过“信号特征分析-拓扑模型比对-故障路径推演”的逻辑链条，实现对故障位置的拓扑定位：

• 信号特征提取：监测终端采集故障行波（1～500A）与工频电流（0～600A）信号，提取波头幅值、相位、传播时间差等特征参数。例如，T接支线故障时，支线终端的行波波头幅值显著大于主线非故障区段，且传播时间差符合支线长度对应的“理论时间窗”；

• 拓扑模型预设：数据中心预存配网线路的“拓扑结构模型”，包含线路名称、杆塔编号、T接位置、支线长度等静态参数，形成“数字孪生”式的线路拓扑图谱；

• 动态匹配定位：故障发生后，数据中心将终端采集的信号特征与拓扑模型中的线路参数进行比对，通过暂态零序比较法、行波极性法等多算法综合研判，确定故障电流的传播路径，从而将故障点映射至拓扑模型中的具体区段（如“主线A-T接支线B-3号杆塔区间”）。

例如，当某多T接线路的支线发生接地故障时，装置通过比对支线首端与主线终端的行波传播时间差，结合拓扑模型中该支线的长度参数，判定故障位于支线而非主线，并进一步缩小至支线的特定区间。

三、拓扑感知的功能延伸：复杂场景下的主支线区分与故障辨识

1. 主支线电气关系识别

拓扑感知技术通过分析主支线间的“电气连接强度”实现动态区分：在正常运行时，装置监测主支线的负荷电流分布，建立“基态电流指纹”；故障发生后，通过对比故障电流与基态指纹的差异，判断故障电流是否从主线流向支线（或反之）。例如，当支线故障时，支线终端的故障电流幅值与主线T接处电流幅值的比值，显著高于正常运行时的比值，装置据此识别故障位于支线。

2. 多分支故障路径溯源

针对多级T接、树枝状分支等复杂拓扑，拓扑感知技术采用“分层溯源法”：从故障点向电源侧追溯行波传播路径，通过终端信号的“级联触发顺序”确定故障所在分支层级。例如，在“主线-一级支线-二级支线”的三级拓扑中，二级支线故障会依次触发二级支线终端、一级支线终端、主线终端的行波信号，装置根据触发顺序及时间差，精准定位故障位于二级支线。

四、拓扑感知的应用效能：复杂拓扑下的故障定位可靠性提升

在实际应用中，拓扑感知技术有效解决了传统技术在复杂配网中的定位难题。截至2023年12月，该技术在宁夏、沿海等配网供区的23条高复杂线路（含多T接、架空电缆混架线路）中应用，累计完成故障精确定位3027次，巡线反馈准确2805次，准确率达92.7%；故障区间定位可靠性≥99%，未发生因拓扑误判导致的定位偏差。例如，在盐池县区总长57.956千米的多分支线路中，装置通过拓扑感知技术准确区分6条支线的故障信号，将平均故障排查时间从传统方法的4小时缩短至30分钟以内，显著提升了复杂配网的故障处置效率。

拓扑感知技术通过物理部署与数字模型的深度融合，构建了配网线路的“动态拓扑认知系统”，为行波故障定位提供了精准的空间坐标框架，成为复杂配网智能化运维的关键技术支撑。