配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)小電流接地故障定位方法

陳 楠

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司南通供電公司,226300）

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)小電流接地故障定位方法

陳 楠

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司南通供電公司,226300）

在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，小電流接地故障較為常見，會(huì)給電網(wǎng)的運(yùn)行帶來不良影響?；谶@種情況，本文對(duì)小電流接地故障的定位方法展開了研究，以期通過實(shí)現(xiàn)故障快速定位及時(shí)排除配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)故障，繼而使電網(wǎng)運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)得到有效降低。

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)；小電流接地故障；定位方法

0 引言

在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，故障定位是至關(guān)重要的系統(tǒng)功能，能夠?yàn)橄到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。采取故障定位方法，可以使故障出現(xiàn)的范圍得到縮小，從而使系統(tǒng)故障處理效率得到提高。但是，小電流接地故障具有故障原因不穩(wěn)定和故障電流不明顯等特點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)故障定位。因此，相關(guān)人員有必要加強(qiáng)小電流接地故障定位方法的研究，以便為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供更多保障。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)小電流接地故障定位的方法原理

1.1 配網(wǎng)系統(tǒng)線電流接線方式

在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，將采取開環(huán)線路和閉環(huán)線路兩種線路結(jié)構(gòu)形式。利用雙電源形式，則能夠形成系統(tǒng)線路環(huán)狀結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，雙電源開關(guān)將會(huì)斷開，配電線為開環(huán)樹狀輻射接線結(jié)構(gòu)，會(huì)從變電站引出。

1.2 小電流接地故障選線

在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)小電流接地故障時(shí)，不存在故障的線路帶有線電壓。如果故障為間歇性弧光接地故障，線路中性點(diǎn)電荷將無法得到釋放，從而導(dǎo)致線路中出現(xiàn)弧光接地電壓，繼而導(dǎo)致線路絕緣性受損。此時(shí)，線路容易出現(xiàn)相間性短路，還要及時(shí)從母線的多條配電線路中找出故障線路，從而及時(shí)進(jìn)行故障排除。這一過程被稱之為故障選線，需要根據(jù)故障特征完成故障發(fā)生區(qū)段的查找。

1.3 小電流接地故障信息獲取

小電流接地故障可以劃分為中性點(diǎn)不接地故障和消弧線圈接地故障，擁有不同的故障特征。在中性點(diǎn)不接地故障中，中性點(diǎn)缺少有效的接地系統(tǒng)。如果某一線路出現(xiàn)單相接地故障，就相當(dāng)在該點(diǎn)上接入了零序電壓源，所以整個(gè)線路感抗較低，線路上各點(diǎn)的零序電壓值基本相同，非故障線路的理論零序電壓則為零。在消弧線圈接地故障中，由于消弧線圈能夠?qū)崿F(xiàn)線路補(bǔ)償，所以正常線路的電流幅值要比零序電流大。此時(shí)，線路雖然發(fā)生接地故障，但是配電網(wǎng)依然可以擁有不超過2h的自動(dòng)化運(yùn)行時(shí)間。根據(jù)不同故障的特征，并且利用廣域測(cè)量技術(shù)完成各測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)的獲取，就可以得到接地故障信息。

1.4 小電流接地故障區(qū)段定位

在實(shí)現(xiàn)小電流接地故障區(qū)段定位時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以利用多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)。一般的情況下，長(zhǎng)段配網(wǎng)線路有2-4個(gè)負(fù)荷開關(guān)。如果某區(qū)域擁有密集的負(fù)荷，還要每1000m完成1個(gè)開關(guān)的設(shè)置。在城市郊區(qū)或農(nóng)村，則需要根據(jù)配電變壓器容量進(jìn)行開關(guān)數(shù)量的確定，通?？梢圆扇∶?MVA設(shè)置1個(gè)開關(guān)的方法。對(duì)開關(guān)位置的零序電流進(jìn)行測(cè)量時(shí)，還要根據(jù)線路輻射結(jié)構(gòu)完成干線與支線的計(jì)算，然后根據(jù)不同區(qū)域完成測(cè)試范圍劃分。在此基礎(chǔ)上，采用特定裝置采集各區(qū)域零序電流實(shí)際分布數(shù)額，然后使用測(cè)點(diǎn)相鄰矩陣方式描述故障與節(jié)點(diǎn)，就可以完成零序電流測(cè)量節(jié)點(diǎn)與線路末端間的關(guān)系表示。最后，完成對(duì)各故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)的分析，則可以表示出兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間配網(wǎng)線路運(yùn)行情況，繼而完成小電流接地故障的具體位置分析。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)小電流接地故障定位方法的運(yùn)用

2.1 移動(dòng)小電流接地故障的定位

在實(shí)際進(jìn)行移動(dòng)小電流接地故障定位時(shí)，可以利用配管廣域測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)故障定位。具體來講，就是完成2臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)同步測(cè)量的電流裝置的設(shè)置，然后將裝置測(cè)量得到的電流信號(hào)利用CSD網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄€路零序列電流測(cè)量段，從而完成不同時(shí)間段內(nèi)測(cè)量段電流位置信息的記錄。通過比較，則能夠得到故障區(qū)間的相對(duì)數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位。在這一過程中，兩臺(tái)裝置分別要安裝在變電站和輸電線沿線，前者用于完成母線零序電壓信息采集，后者用于進(jìn)行電流信號(hào)的采集。由于裝置上設(shè)有CPS微信系統(tǒng)，所以可以利用GPS信號(hào)脈沖完成信號(hào)的及時(shí)采集，并且實(shí)現(xiàn)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)和同一時(shí)段GPS相位的記錄。值得注意的是，由于不同地區(qū)接收到的脈沖相差不超過1μs，因此還要以上升信息為觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行GPS秒脈沖信號(hào)的統(tǒng)計(jì)，以確保信息采集與處理能夠保持同步。

2.2 固定小電流接地故障的定位

在定位固定小電流接地故障時(shí)，可以采取類似的故障定位方法。具體來講，就是同樣需要完成2臺(tái)能夠同步測(cè)量電流裝置的設(shè)置，并且分別在變電站和輸電線沿線進(jìn)行母線零序電壓和電流信號(hào)的采集。但不同的是，需要在線路上完成多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的設(shè)置，以便實(shí)現(xiàn)故障定位。在此基礎(chǔ)上，還要利用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)完成不同測(cè)量點(diǎn)的秒脈沖信號(hào)的記錄，然后利用FFT完成電壓和電流信號(hào)在GPS系統(tǒng)中的相位的計(jì)算。最后，需要完成信息服務(wù)端的建立，然后實(shí)現(xiàn)服務(wù)端分化處理，并且根據(jù)分化例數(shù)完成故障區(qū)間的計(jì)算。

3 結(jié)論

能否確保配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)正常運(yùn)行，將對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行起到重要的影響。而掌握小電流接地故障的定位方法，則能夠盡快實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)接地故障的定位，所以能夠通過及時(shí)排除故障確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，相信本文對(duì)該種故障定位方法展開的研究，可以為相關(guān)工作的開展帶來一些啟示。

[1]薛永端,徐丙垠,李天友等.配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)小電流接地故障暫態(tài)定位技術(shù)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2013,12:27-32.

[2]劉瑞.小電流接地故障定位方法及其應(yīng)用研究[J].輕工科技,2015,09:61-62.

[3]田書,王曉衛(wèi),王娟娟.小電流接地系統(tǒng)輸電線路故障定位新方法[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2011,01:52-57.

Small current grounding fault location method for distribution network automation system

Chen Nan
（State Grid Jiangsu electric power company Nantong power supply company,226300)

In the distribution network automation system, the small current grounding fault is more common, it will bring bad influence to the operation of the power grid. Based on this situation,the small current grounding fault location methods are studied,in order to realize fast fault location and troubleshooting of distribution automation system,and then make the risk in the process of power grid operation effectively reduced.

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