基于故障矩陣的配電網(wǎng)故障定位研究與實(shí)現(xiàn)

李波

摘 要：配電網(wǎng)絡(luò)在礦井下的變電所饋出線路多，并且線路延伸很長(zhǎng)，礦井下形成了復(fù)雜的供配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，配電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)接地或短路故障后，故障點(diǎn)的查找與定位十分困難。只有依靠人工逐條線路查找有明顯的短路或接地故障點(diǎn)，才能切除故障線路確定準(zhǔn)確的故障痕跡，不影響正常安全生產(chǎn)，給礦井迅速恢復(fù)供電帶來了極大的困擾。為此，通過研究配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，建立數(shù)學(xué)模型，提出基于此模型的故障矩陣定位算法，加快故障點(diǎn)的精確定位，提高檢修效率，保證安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；故障矩陣；定位算法

引言

配電網(wǎng)絡(luò)作為礦井的主要供電動(dòng)力，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了礦井的現(xiàn)代化水平的提高，配電網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)礦井的經(jīng)濟(jì)效益、人身安全起著十分重要的作用。像煤礦等企業(yè)直接與地底下惡劣環(huán)境打交道，各種機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)期處于陰暗潮濕多水的環(huán)境中，甚至一些設(shè)備還處于高濃度瓦斯和粉塵的危險(xiǎn)環(huán)境，所有這些工作環(huán)境的特殊性和危險(xiǎn)性，對(duì)礦產(chǎn)企業(yè)配電網(wǎng)絡(luò)安全可靠性來說都是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

目前，我國(guó)礦山企業(yè)配電網(wǎng)故障定位主要依賴人工逐條線路巡查，當(dāng)出現(xiàn)接故障后，只有通過人工查找才能確定故障線路，恢復(fù)剩余線路供電，這種方法只能讓我們處于被動(dòng)的等待，倘若故障點(diǎn)定位出現(xiàn)誤差，再重新供電，就有可能加大配電網(wǎng)故障的范圍，甚至造成整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，造成嚴(yán)重后果。人工巡查的方法耗時(shí)、費(fèi)力，延長(zhǎng)了停電時(shí)間，供電可靠性大大降低。因此通過對(duì)礦井配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和模型的分析，描述配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域描述，研究一套符合礦山企業(yè)的故障定位算法十分必要和迫切。保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低由于故障原因所造成的經(jīng)濟(jì)損失。

1 礦井配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述

用節(jié)點(diǎn)和支路抽象的描述出礦井配電網(wǎng)絡(luò)，通過此描述來突出配電網(wǎng)中各元件的相關(guān)聯(lián)性，節(jié)點(diǎn)定義后支路也自然而然隨之確定，基本步驟如下：繪制電器元件清單、編號(hào)支路首端和末端節(jié)點(diǎn)、繪制支路信息表，前面是對(duì)某一個(gè)系統(tǒng)支路的基本分析，最后對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)分析從而得到節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析過程先對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分析確立各個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后從電源端為起點(diǎn)逐步對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)。

2 煤礦井下配電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域描述

對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)各區(qū)段進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，從而得出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域描述：