摘要：为了减小单相断线故障对供电质量造成的不良影响，针对配电线路单相断线故障，提出了一套系统的保护方法。利用电路原理和中性点电压偏移理论，对简单断线故障和伴随接地的复杂故障情况下线路首末两端电压和流经线路的电流特征进行了分析，总结了各电气量的变化规律，提出了一组由电流判据和电压判据组成的单相断线故障判断和保护方法。研究了基于电压判据的断线故障类型及故障区段的判断方法，进一步分析了不对称运行、互感器断线等异常情况对所提判据的影响和相应的改进方案。利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行了算例仿真，结果验证了理论分析结果的正确性和断线故障保护方法的有效性。

关键词：配电线路;断线故障;故障诊断;断线保护

配电网作为电力网的末端，由于其与用户直接连接，所以能够最直接地得到用户对于电力使用安全以及品质需求的信息。除此之外，作为电力和用户的中转站，配电网的电力运输安全性、可靠性以及经济性都将直接影响到人们的生活以及从事社会生产的环境及其质量和效率。就目前来看，电力系统故障造成的事故中大多数来自于配电网的故障。为了提高人们生活和工作的质量和效率，优化纠错处理技术，进而提高无线传输的安全性成为有效措施。

1 断线故障检测装置的构成

改良的断线故障检测装置的特点之一是放弃了直接与高压电力线路接触的信号获取方式，而是采用非接触线圈，准确来说就是天线来发射信号取得线路信号。线路信号使用全过程是借助滤波的处理来得到故障结果，其所使用的通常是50Hz的工频相位。全部结果都是经过数字化的处理，极大地提高了最终获得的故障报警信号的准确性。通过数据分析所得到的定位的稳定性对线路是否故障进行判断。除此之外，分析传递到的地址编码将使得工作人员快速得到出现断线故障的地区的确切位置以及其区段。无线数据传输过程相较于传统的传输过程来说更加依赖于编码技术，这就代表着传输过程会随着编码技术的进步而不断进化，优化并且逐渐完善无线传输过程。例如，目前所使用的前向纠错编码技术就是利用编码技术的稳定性，通过通讯距离的不断提高来提升无线传输过程的稳定性。同时，断线故障检测以及无线报警装置所采用的工作原理需要电池来进行供电，因此，悬置在高压电力线的相线上的装置所需的锂电池将会定期进行更换以保证其数据的稳定性。

该系统在使用过程中需要电力来维持，而鉴于其覆盖区域的限制需要多个装置的工作特点以及节能的环保理念，需要尽可能地去降低系统的耗能。基于此，将单片机置入系统中作为主控制器，通过其对于功耗的控制作用来减少能源浪费现象以及降低更换锂电池的频率，减少相关工作人员的工作强度。实际上单片机的工作原理主要是利用其长期的休眠状态时电流低于10μA，这样的长期休眠期能够有效地减少电能的消耗。而当需要装置进行工作时，连接的看门狗定时器又能够及时的地激发出装置的功能，将保持在200ms电流的状态下信号打开进行采集线路数据的工作。同时将检测到的信号及时地传递出去。当检测到报警信息时，单片机将直接控制系统将电源打开，将所检测到的报警信息及时传输到主机。一般情况下，所需要的信号覆盖距离不低于-120dBm，而在这种距离内的信息接收机能够保持住其灵敏性以及准确性。当然，这种无线接收机的灵敏性还是需要适合的编码技术来支持，一般情况下使用的FPGA在进行FEC编码时就能够保障在其需要距离内的接收机的数据可靠性。

2 配电网单相接地故障分析及检测的原理

2.1故障分析

我国采用的接地方式在发生故障时的电流较小，并且故障时区域线路的电压基本保持不变，因此该故障时影响较小。但是，从另一个角度来说，小电流故障同时增大了故障检测过程中选线以及定位的难度。单相接低故障如果不及时检测定位的话，会造成电压升高、弧光过电压以及故障扩大化等一系列问题，最终影响整个电网系统。不同的接地类型有着与其相对应的电阻，就单相接地来说就大致包括稳定接地、间歇性接地以及高阻接地等类型。

2.2 故障检测原理

在高压线路中传输的信号是相对较低的50Hz或者60Hz的比较稳定的信号，而单片机所使用的频率与之相同，在其所产生的信号与所输入的信号进行结合时，其中的滤波将不会受到所输入信号中的直流以及高频分量的干扰，并且在以20ms为一周期的计算中仍然能够在误差范围内保持其最初的计算结果。这种差异不大的计算结果是正常的输入信号将被单片机的滤波结合计算的结果，当出现故障时，其相位会随之而改变。

3 无线传输前向纠错处理

前期曾经出现过的常在应用层出现的工作原理是错误重传递的方式，实际上相关人士一直没有停止探索纠正随机错误的方法。就目前使用的断路故障检测中所用到的前向纠错来说，实际上是通过改变其带宽来提升其差错自恢复的能力，进而实现纠错的目的，增强线路的稳定性。编码方法的进化带动纠错方式的进化效果，其中利用完善探索得到的波形编码凭借其将码间距增大的方式来切实提升差错的自恢复能力。纠正随机的错误将会极大地减少故障发生的频率，这从另一个方面体现一项有效的编码的重大意义。在纠正随机错误的编码中，里德所罗门编码即RS码是至今为止经过实践检验出的纠正随机错误率最为有效的方法。当然，作为最为有效的纠错编码，其译码也是比较困难的。在无线通信中常使用的编码，会使用钱氏搜索译码来进行翻译。当然一条编码所蕴含的能量的多少是需要去挖掘的，只有找准其解读方式以及运用方式才能够揭开其面纱，领略其魅力。在实际使用过程中首先要注意到的就是避免在实际使用过程中环境中的不同于其频率的波的干扰，准确来说就是比其频率更高的大功率的发射机或者是装置中所安装的接收机等。

一是针对连续出现的错误将分组传输信息，进行帧间交织，这样做的主要目的是通过在帧内交织的过程增加一小组的纠错码来解决其需要缓冲区增大以及帧延时增加的手段。实际上这种在帧内交织的纠错码相对于其它的编码来说是较为简单的，其实际的纠错力度也不够强，但是能够有效地缩短延时，而这段帧内交织也凭借其自身的白化作用，在无线通信纠正增强连续纠错能力的编码中广泛运用。

二是采用非接触线圈（天线）感应方式来采集线路信号，不用与线路接触，不受线路负载影响;b.通过数字相关滤波处理，计算相位，通过判定相位是否稳定来确定是否有断线故障，抗干扰能力强，灵敏度高，并且信号处理电路简单（不用 AGC电路）;c.利用无线电信号来传递报警信息，在通信中采用了FEC 技术，提高了传输的稳定性，等效提高了通信距离;d.采用锂电池供电，方便现场使用;e.通过主站计算机处理，可以获得线路的相序和相差，做远程核相应用。

结语

配电线路具有分布面广、杆塔低、走线复杂等特点，断线故障时有发生。当某馈线发生断线故障时，因相电压、相电流变化特征不明显，使故障难以被发现。但断线故障线路的持续不对称运行，将给用户带来严重的不良影响。近年来断线故障的发生次数越来越多，已成为配电网中亟需解决的一个问题，需要对断线故障重视起来。随着智能电网的不断发展，电网的智能化建设对电能质量提出了更高的要求，如何快速、准确地反应断线故障对于加快智能电网建设步伐、提高供电可靠性具有重要的现实意义。

参考文献

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