受到城市规划等因素影响,架空电缆混合线路越来越多地被应用于配电网中,其工作可靠性对电力系统具有重要意义。由于配电网架空电缆混合线路穿越地形复杂,受恶劣天气等自然因素以及打桩施工等人为因素影响,极易出现各种故障,造成供电中断而导致巨大经济损失。因此,有必要研究精确有效的故障定位方法,在发生故障后快速准确地定位故障位置,以便线路运维人员找到并采取有效措施恢复供电,确保电力系统的安全稳定运行。为准确掌握架空电缆混合线路在典型工况下的运行特性,本文以上海某实际配电网的架空电缆混合线路为研究对象,在PSCAD软件中仿真分析了架空电缆混合线路正常和典型故障下的电压、电流特征。结果表明,架空电缆混合线路在正常运行或发生各类故障时,其三相电压电流与单一架空线路或单一电缆线路电压电流变化趋势一致。但是,架空线与电缆连接点接头电阻的存在会使得序电压曲线连接点处发生突变,导致连接点左右两侧电压存在未知电压差,需要关注。为了分析接头电阻对混合线路故障测距的影响,考虑到接头电阻具有一定的随机变化特性,本文基于蒙特卡洛法方法对计及接头电阻的故障测距过程进行了仿真分析。结果表明,单相接地、两相短路与接地、三相接地等故障工况下接头电阻的存在均会使故障测距的结果出现一定误差,其中三相接地时的测距误差最大。对于结构相对简单的两分段架空电缆混合线路,接头电阻的影响可以忽略。但对于结构较为复杂的多分段架空电缆混合线路,接头电阻所造成的测距误差随分段数的越多而增大,其中,分段数为10段时,测距误差可达10%。为了进一步提高混合线路的故障测距精度,本文提出了计及接头电阻的架空电缆混合线路的改进双端故障分析测距法。即将接头电阻和故障距离同时作为未知量建立了双端不同步故障测距方程,采用多尺度量子谐振子算法求解得到了故障位置。仿真结果表明,改进后的混合线路双端故障分析测距法基本不受接头电阻的影响,在各类典型故障工况下测距误差不超过0.5%,较传统测距算法具有更高的测距精度与可靠性。针对多分支复杂结构配电网,本文提出了一种应用二进制人工狼群的故障区段定位方法,即利用沿线配置的多个馈线终端单元FTU上传至主站的状态信息建立了故障区段定位数学模型,通过二进制人工狼群算法对其进行优化求解得到了故障线路区段。仿真结果表明,所构建的故障区段定位模型有良好的适应性,能应用于单电源辐射型、多电源开环运行等典型结构配电网。应用二进制人工狼群对其进行优化求解能够快速准确地定位各类结构配电网发生的单点故障或多点故障,具有良好的求解效率与较高的容错能力。文中最后应用上述算法分别给出了配电网架空电缆混合线路故障测距与故障区段定位的实际算例。结果表明,应用改进后的双端故障分析测距法计算所得故障位置和实际故障位置偏差0.46km,与巡线结果基本一致。应用基于二进制人工狼群算法的故障区段定位方法对实际多分支线路进行故障区段定位的效果良好,在个别FTU失效而导致故障状态信息发生畸变的情况下仍能够准确定位故障区段。本文研究成果可为配电网架空电缆混合线路的故障定位提供重要依据,这对于配电网安全稳定运行以及减小现场运维成本意义重大。