配网行波故障预警与定位装置的拓扑感知技术|江苏宇拓电力科技

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YT/XJ-001的拓扑感知技术。

配网行波故障预警与定位装置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。

https://www.jiangsuyutuo.com/news.html