配网行波故障预警与定位装置的行波极性法|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的行波极性法。

配网行波故障预警与定位装置YT/XJ-001的行波极性法，是基于故障行波传播过程中的极性特征，实现配网线路接地故障选线与定位的关键技术。该技术通过分布式监测终端采集故障行波电流的极性信息，结合行波传播方向与线路拓扑结构，精准判断故障位置，尤其适用于配网中大量存在的单T接、多T接、架空电缆混架等复杂拓扑场景。作为分布式接地选线功能的核心算法之一，行波极性法与暂态零序比较法协同工作，共同支撑装置实现≥98%的小电流接地选线准确率和≥99%的故障区间定位可靠性。

一、技术原理：基于行波极性特征的故障方向判断

行波极性法的核心原理是利用故障发生时产生的暂态行波在传播过程中的极性变化规律，判断故障电流的传播方向，从而锁定故障线路或区段。当配网线路发生接地故障时，故障点会产生向线路两端传播的暂态行波，行波电流的极性（正或负）由故障点的位置和故障类型决定。装置通过对比不同监测终端采集的行波波头极性，可实现以下判断：

• 故障线路选线：在变电站出线端或线路首端部署的监测终端，若采集到的行波波头极性为正（或负），且与相邻终端的极性特征存在显著差异，则可判定该线路为故障线路。例如，非故障线路的行波极性通常为负（或正），与故障线路形成明显区分；
• 故障区段定位：在同一线路的不同监测终端（如主线与支线T接处、相邻杆塔终端）之间，通过对比行波波头极性的一致性或差异性，判断故障位于终端之间的哪个区段。若相邻终端采集的行波极性相反，说明故障点位于两终端之间；若极性一致，则故障点位于远离电源侧的终端外侧。

二、实现方式：分布式终端与多维度信号分析的协同

行波极性法的实现依赖于“分布式终端部署-行波信号采集-数据中心分析”的三级架构，通过硬件采集与算法分析的深度协同，确保极性特征的准确提取与故障判断：

• 分布式终端部署：根据“一线一案”原则，在配网线路的关键位置（如变电站出线端、主线与支线T接处、长支线首末端）部署监测终端。终端内置行波电流传感器（测量范围1～500A），可实时采集故障瞬间的高频行波信号，并通过安全认证+APN通道将数据上传至数据中心。终端支持带电安装，采用一体化工业结构设计，无需汇集单元，可直接固定于杆塔或电缆终端，适应配网复杂的安装环境；
• 行波极性特征提取：监测终端以20MHz采样率捕捉行波波头的瞬时极性，重点提取波头的正负方向、幅值变化率等特征参数。例如，金属性接地故障产生的行波波头极性通常为正，且幅值较大；高阻接地故障的行波波头极性可能为负，幅值较小但持续时间较长；
• 数据中心综合研判：数据中心接收各终端上传的行波极性数据后，结合预存的线路拓扑模型（如主支线连接关系、终端间距、线路长度），通过行波极性法算法对比不同终端的极性特征。若某支线终端采集的行波极性与主线终端相反，且符合支线故障的极性变化规律，则判定故障位于该支线；反之，则锁定主线故障区段。

三、技术特点：高可靠性与复杂场景适应性

行波极性法在配网故障定位中展现出显著的技术优势，尤其适用于传统方法难以处理的复杂场景：

• 选线可靠性高：不受配网中性点接地方式（如不接地、经消弧线圈接地）的影响，可有效解决高阻接地、瞬时性接地等复杂故障的选线难题。实际应用中，结合暂态零序比较法，装置的小电流接地选线准确率可达≥98%，避免传统人工试拉选线导致的非故障线路频繁停电；
• 抗干扰能力强：通过提取行波波头的极性特征，可有效滤除线路负荷电流、雷击干扰等稳态信号的影响。例如，雷击故障的行波极性具有瞬时突变且无后续稳定极性的特点，装置可通过极性持续时间判断故障类型，雷击故障辨识准确率≥90%；
• 适配复杂拓扑：针对配网多T接、多级分支的拓扑结构，行波极性法可通过T接处终端的极性对比，精准区分故障位于主线还是支线。例如，当某T接支线发生故障时，支线首端终端的行波极性与主线终端相反，而其他非故障支线终端无明显极性变化，装置据此实现主支线故障的快速区分。

四、应用效果：提升故障定位效率与供电可靠性

行波极性法在配网线路中的实际应用，显著提升了故障定位的准确性和效率。截至2023年12月，基于该技术的配网行波故障预警与定位装置YT/XJ-001累计完成故障精确定位3027次，巡线反馈准确2805次，精确定位准确率达92.7%；在宁夏、沿海等复杂地形区域的23条高跳线路中，装置通过行波极性法与多算法融合，实现故障监测准确率90.24%（112次故障中101次准确判断），平均缩短故障排查时间4小时/次，为电网公司减少停电时间数千小时，有效支撑了配网线路的智能化运维与供电可靠性提升。

行波极性法以其对复杂拓扑的适应性、高抗干扰能力和选线可靠性，成为配网行波故障定位装置的核心技术之一，为破解配网“故障查找难、主支线难区分”的痛点提供了关键技术支撑。

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