技术摘要：
本发明提出的是一种低压配电网故障定位系统与方法，该系统包括云平台、低压配电网管理软件和低压故障指示器；其中低压故障指示器安装在台区线路各分支节点处，并通过GPRS/4G网络连接云平台；低压配电网管理软件安装于用户和电网运维人员的智能手机中，并通过GPRS/4G网  全部
背景技术：
随着我国社会经济的高速发展，人民的生活质量和消费水平日渐提升，各行各业 和居民对电力的需求量不断增大，对电能的质量、安全性和稳定性也提出了新的要求。配电 网作为输电网和用户的桥梁，对配电网的故障定位、故障处理能力也需要达到新的高度，以 保证配电网的供电质量和供电可靠性。配电网的安全稳定运行，不但关系着广大用户的切 身利益，且具有极大的社会意义和经济意义。近年来，我国配电网的自动化建设迅速发展， 传统的配电网不断向着自动化程度较高的智能电网发展。 配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐 级分配给各类用户的电力网，是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿 器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。按照我国配电网电 压等级的分类，主要分为特高压（1000kV交流及以上和±800kV直流）、超高压（330kV及以上 至1000kV以下）、高压配电网（35~220kV）、中压配电网（6~20kV）和低压配电网（0.4kV），其中 高压配电网的自动化程度较高，处于国际领先水平，但中、低压配电网的自动化程度较低， 远远落后于西方发达国家。 故障定位技术主要用于配电系统各种故障的检测和定位，主要检测故障类型包括 相间短路和单相接地故障等。在单相接地短路故障发生后，故障相的电压降低，非故障相的 对地电压就会升高，如果不能在极短的时间内采取措施消除故障，非故障相的过电压极易 进一步发展为相间短路故障，引发线路跳闸。实际运行过程中，单相接地故障发生的几率最 高，此时供电仍能保证线电压的对称性，且故障电流较小，不影响对负荷连续供电，故不必 立即跳闸，按照现行规程规定可以继续运行1～2h；但随着馈线的增多，电容电流也在逐渐 增大，长时间运行后易使故障扩大成两点或多点接地短路，若发生弧光接地还会引起全系 统过电压，进而损坏设备，影响系统安全运行，所以必须及时确定故障位置并予以切除。 目前的配电网中，尤其是低压配电网应用较为广泛的故障定位方法为：通过配电 终端与云端服务器以及手持终端之间搭建的4G通信网络，形成自动化系统；配电终端采集 故障数据并上传到云端服务器，当需要的时候，运检人员再通过手持设备从云端服务器下 载故障数据。在上述过程中，故障状态信息层层传递，且需要经过多级流转，在流转的过程 中容易出现丢失，多级通信的故障的风险也随之增加，且这样的方式也增加了故障的处理 时间，不利于故障快速排除。目前的故障定位技术还未能够针对单相接地故障进行即时定 位和有效排查，不利于低压配电网稳定性和自动化程度的进一步提升。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有电网故障定位方法存在的上述缺陷，提出一种低压配 4 CN 111579917 A 说　明　书 2/4 页 电网故障定位系统与方法，通过云平台、低压配电网管理软件和低压故障指示器三个部分 来实现低压配电网的故障定位。 本发明的技术解决方案：一种低压配电网故障定位系统与方法，包括云平台、低压 配电网管理软件和低压故障指示器；其中低压故障指示器安装在台区线路各分支节点处， 并通过GPRS/4G网络连接云平台；低压配电网管理软件安装于用户和电网运维人员的智能 手机中，并通过GPRS/4G网络连接云平台。 进一步的，所述低压故障指示器具有故障信息和地理位置信息采集功能；故障发 生后，所述的低压故障指示器捕捉到故障电流波形，通过滤波优化算法判断故障线路和故 障类型，将采集的故障信息和地理位置信息实时上传到云平台。 进一步的，所述低压配电网管理软件具有互动和展示功能，运维人员可通过所述 低压配电网管理软件查看系统总体运行情况和台区拓扑关系图，确认故障报警及定位，进 行电能质量数据统计，实现手机值班、移动运维、远程运维功能；供电公司通过所述低压配 电网管理软件向用电客户提供用电查询、定向信息推送、发布停电通告、缴费提醒、故障报 修、用电指导功能。 进一步的，所述云平台为计算服务平台，具有大数据处理和分析功能，故障定位逻 辑如下：1）基于用电设备负荷特性，采用最优求解算法，计算低压配电网用电负荷的投切情 况以及负荷比例，由大数据聚类分析法得到低压配电网的拓扑结构图；2）云平台系统实时 收集低压故障指示器故障信息，综合确定低压配电网中有短路故障发生；3）云平台系统根 据获取到的电压信息、电流波形以及低压配网拓扑信息，启动故障定位进程，判定故障类型 和故障区域。云平台通过基于大数据聚类分析方法自动识别建立准确的“配变台区-主干 线-分支线-相别”的台区拓扑关系，实现台区与低压故障指示器之间的从属关系，以及安装 在不同线路层级的低压故障指示器之间的上下级关系的确立；通过云平台服务，实现低压 配网管理软件的互动和展示功能。 该系统的低压配电网故障定位方法具体包括： 1）配网拓扑结构分析：通过遍历搜索算法确定拓扑网络节点上下级关系和并行关系， 实现台区“配变台区-主干线-分支线-相别”的电气物理拓扑自动识别； 2）回路阻抗分析：根据用户侧的配电网络结构，通过测量两个时刻的各用户电压电流 变化速率确定回路阻抗；根据智能终端处理每天配变侧和用户侧低压总开关、分出线开关 和在线监测装置的测量数据，通过统计方法得到每天的阻抗估计值，并利用概率统计的方 法估计结果的置信区间；利用故障时测到的电压和电流求取故障回路的阻抗，又因故障回 路阻抗与故障距离成正比，从而据此定位故障； 3）断路分析：当断线相电流减小幅度超过设定值以及满足电压条件时，开始对此相线 路进行电流计算，计算出某节点流出电流为零的可能性最大后，即可确定此节点与其后节 点之间发生了断线故障； 4）变压器故障分析：通过配变低压侧电压、电流、功率来判断变压器本体是否故障，包 括电压和电流越限问题；对配网低电压和高电压等问题进行综合分析，给出问题原因分析 和改造调整建议。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 1）通过低压故障指示器实现故障区段、停电客户的快速定位，经由低压配网管理软件 5 CN 111579917 A 说　明　书 3/4 页 向电网运维人员推送及展示配网故障信息，减少运维成本，大幅降低低压台区故障停电时 间，提升用户满意度； 2）能够及时定位故障并将信息推送给运维人员，实现故障快速排除。 附图说明 图1为本发明低压配电网故障定位系统的结构示意图。 图2为云平台确立的拓扑架构示意图。