配網(wǎng)自動化系統(tǒng)小電流接地故障定位方法分析

1、    配網(wǎng)自動化系統(tǒng)小電流接地故障定位方法分析    羅勇摘 要：電力工程建設是我國現(xiàn)代化建設中的重要組成部分之一，對我國現(xiàn)代化生產(chǎn)有著重要的影響。小電流接地故障是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的常見故障，影響著配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運行能力。從小電流接地故障的暫態(tài)過程入手，對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)小電流接地故障的定位方法進行了簡單分析，以期為降低電網(wǎng)運行過程中的風險因素和提升電網(wǎng)運行管理能力提供參考。關鍵詞：配網(wǎng)自動化；小電流接地故障；故障定位；輻射型接線中圖分類號：tm76 文獻標識碼：a doi：10.15913/ki.kjycx.2015.05.131故障定位是配網(wǎng)自動化

2、da（distribution automation）中的關鍵功能，通過系統(tǒng)分析，可進一步縮小可能出現(xiàn)故障的范圍，提高故障處理效率。然而，中心點不接地與經(jīng)消弧線圈接地配電網(wǎng)的單相接地故障具有故障電流不明顯、故障原因不穩(wěn)定的特點，會導致da系統(tǒng)難以實現(xiàn)電流接地故障定位。本文以此為基礎，對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)小電流接地故障的定位方法進行了分析。1 小電流接地故障的分段定位原理1.1 輻射型接線方式配電網(wǎng)具有開環(huán)運行、閉環(huán)設計的基本運行管理特點，要求配電網(wǎng)能在不同路線連接開關，形成一個個的環(huán)狀結構。在常規(guī)運行模式中，雙電源連接斷開時，由變電站引出的配電線路開始開環(huán)運行，形成一個具有單電源輻射線的結構。本文

3、統(tǒng)計了其基本結構形式，具體數(shù)據(jù)如圖1所示。1.2 故障選線與定位如果線路屬于非有效接地系統(tǒng)，且出現(xiàn)了小電流接地的故障，則非故障低電壓會轉化為線電壓。尤其是出現(xiàn)間歇性弧光接地時，中性點釋放電荷的通路不足，會導致弧光接地過電壓，容易對線路的絕緣性能產(chǎn)生威脅，進而提高相間短路的概率。因此，在電網(wǎng)管理過程中，必須在最短的時間內(nèi)找出存在故障的線路，并盡早排除故障。相關資料指出，為了進一步提升電網(wǎng)故障的檢測能力，可在配電網(wǎng)線路中設置多個故障監(jiān)測點，并以相鄰的故障監(jiān)測點為邊界劃分線路區(qū)間。但從正常的管理內(nèi)容看，故障檢測點的區(qū)間長度越短，檢測結果越精確。因此，管理人員可根據(jù)配電網(wǎng)線路的長度，合理設置故障檢測點

4、。1.3 獲取小電流節(jié)點故障信息1.3.1 中性點不接地系統(tǒng)故障當單電源輻射結構線路發(fā)生小電流節(jié)點故障時，零序電流量具有一定的不穩(wěn)定性，這一特點導致線路端母線無法準確判斷故障分布情況。同時，配電網(wǎng)支路線路數(shù)量龐大，且傳輸距離較遠，導致無法在配電線路中應用人工巡線的故障檢測方式。對于中性點非有效接地系統(tǒng)，假設當線路a點出現(xiàn)單相接地故障時，相當于在a點上介入了零序電壓源。此時，a點整條線路的感抗較低，零序電壓在整條線路的取值基本相同。從理論上講，此時的非故障線路零序電壓為0.1.3.2 消弧線圈接地系統(tǒng)故障特點分析在電網(wǎng)運行的過程中，消弧線圈具有補償作用，因此，對于中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)而言，存

5、在健全線路電流幅值大于零序電流的情況。在此條件下，當線路發(fā)生接地故障時，電網(wǎng)將允許配電網(wǎng)自動化運行，但運行時間不能超過2 h。2 小電流接地故障分區(qū)定位在長距離單電源輻射結構線路上設置負荷開關時，主干線上一般會設置24個開關。如果該地區(qū)負荷較為密集，則每1 000 m設置1個開關；在城市郊區(qū)或農(nóng)村，可按照該地區(qū)配電變壓器的容量確定開關數(shù)量，可每3 mva設置1個開關。在測試符合開關位置安裝零序電流點的電流通過時，可根據(jù)輻射結構確定線路的支線和干線，并將其劃分為不同的測試區(qū)。故障分區(qū)后，可采用特定裝置采集各個開關零序電流的實際分布數(shù)額，以進一步識別故障線路。圖2為典型單線源輻射結構線路分區(qū)形式。

6、從圖2中可以看出，不同的負荷開關將整個線路劃分為了多個區(qū)域。小電流接地故障分區(qū)的劃分原理與線路分段的原理基本一致，通過各個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，可描述零序電流測點節(jié)點的信息，并顯示不同節(jié)點之間的關系。3 故障定位物理模擬3.1 故障定位模擬實驗結合國家相關規(guī)定和10 kv配電網(wǎng)模擬平臺，對故障定位系統(tǒng)進行了故障模擬實驗。模擬基本模型數(shù)據(jù)如圖3所示。由上述數(shù)據(jù)可知，故障點路徑為根測點，則故障路徑標示向量中的最后非零元素序號為1. 結合相鄰矩陣s中的數(shù)據(jù)，判斷故障段起始節(jié)點為測點0，測點1為測點0的子節(jié)點。因此，判斷故障區(qū)間為0，1。3.2 小電流接地故障定位系統(tǒng)鄭顧平通過建立小電流接地故障定位系統(tǒng)，有效

7、判斷了電流故障區(qū)間，起到了良好的區(qū)間判斷效果。本以此為基礎，對小電流接地故障定位系統(tǒng)進行簡單分析。3.2.1 移動型小電流故障分析系統(tǒng)的實現(xiàn)結合輸電系統(tǒng)廣域測量技術，提出了配管廣域測量方法，其基本流程為：設置2臺能實現(xiàn)同步測量電流的裝置，一臺安置于變電站，用于采集母線零序電壓信息，另一臺安置于輸電線沿線，用于采集電流信號。2臺裝置上均設有gps衛(wèi)星系統(tǒng)，可根據(jù)gps信號標準脈沖及時采集信號，統(tǒng)計電壓信號和電流信號，并記錄同一時間內(nèi)的gps相位。但在實際測量工作中發(fā)現(xiàn)，由于不同地區(qū)所接收到的脈沖差<1 s，因此，在統(tǒng)計gps秒脈沖信號時，應以上升信息作為觸發(fā)信號，保證電流采樣與信息處理工作

8、能夠同時進行。通過csd網(wǎng)絡，將存在gps內(nèi)的電壓信息傳輸?shù)骄€路零序列電流測量段，記錄不同時間段內(nèi)測量段的電流位信息，并通過比較得出故障區(qū)間的相對數(shù)值。3.2.2 固定型小電流故障分析系統(tǒng)的實現(xiàn)固定型小電流故障分析系統(tǒng)的具體建設方案為：設置2臺能實現(xiàn)同步測量電流的裝置，一臺安置于變電站，用于采集母線零序電壓信息，另一臺安置在輸電線沿線，用于采集電流信號，但在相關線路上需設置多個測量點；采用gps衛(wèi)星定位系統(tǒng)，記錄不同測量點的秒脈沖信號，并通過fft計算得出電壓、電流信號在gps系統(tǒng)中的相位；建立信息服務端，按照要求將服務端分化，并根據(jù)分化例數(shù)計算故障區(qū)間。 4 結束語在電力工程建設的過程中，配

9、網(wǎng)自動化系統(tǒng)的作用越來越明顯，其故障對整個電網(wǎng)的影響越來越大。本文簡單分析了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)小電流接地故障的定位方法，從上述方法的分析內(nèi)容和實際應用效果看，具有一定的可行性。但從本次的研究結果看，多元化新技術的應用已成為電網(wǎng)管理的新方式，傳統(tǒng)的單一計算、故障區(qū)間管理已無法滿足電網(wǎng)故障處理的需要。因此，在未來的電網(wǎng)運行管理中，相關工作人員要有效結合現(xiàn)代信息技術與電網(wǎng)管理新條例等多方面的內(nèi)容，采取有效的解決措施，將潛在風險因素控制在合理范圍內(nèi)，以獲得更好的電網(wǎng)管理效果。參考文獻1鄭顧平，楊以涵，李剛，等.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中小電流接地故障區(qū)段定位方法j.中國電機工程學報，2012，32（13）：103-

10、109.2黃哲洙，張惠汐，饒志，等.基于暫態(tài)分量遺傳算法的小電流接地故障定位方法j.電力系統(tǒng)保護與控制，2014，42（01）：34-39.3高勤有.小電流接地故障定位方法及其應用研究j.河南科技（工業(yè)工程與技術），2014，15（08）：24-25.4薛永端，徐丙垠，李天友，等.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)小電流接地故障暫態(tài)定位技術j.電力自動化設備，2013，33（12）：27-31.編輯：張思楠abstract： power engineering construction is one of chinas modernization is an important part of chinas mo

11、dernization of production has an important impact. small ground fault current distribution automation system is a common fault， affecting the ability to run distribution automation systems. small transient ground fault current to start， for distribution automation systems for small current grounding fault location method for a simple analysis， in order to provide a reference for the process of grid operation to reduce risk factors and