行波技術(shù)在配電線路接地故障檢測(cè)中的實(shí)踐

雷凱

摘 要：配電網(wǎng)故障選線的可靠性和故障測(cè)量距離的準(zhǔn)確性，能夠?qū)ε渚W(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成較大的影響，本文在對(duì)行波接地故障選線原理和行波接地故障測(cè)量距離原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)行波技術(shù)在配電線路接地故障檢測(cè)中的實(shí)踐進(jìn)行研究，以此來(lái)在最大程度上保證配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：行波技術(shù)；配電線路；接地故障檢測(cè)；實(shí)踐

在架空線路短路事故當(dāng)中，大部分都是由于配電線路接地故障引發(fā)而來(lái)的，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在線路發(fā)生單相接地故障的時(shí)候，可以繼續(xù)運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)，但是如果不對(duì)這樣的單相接地故障進(jìn)行及時(shí)排除，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)使接地故障不斷擴(kuò)大，并且對(duì)電氣運(yùn)行設(shè)備造成損害。所以說(shuō)在發(fā)生配網(wǎng)線路接地故障的時(shí)候，需要運(yùn)用行波技術(shù)來(lái)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，并且根據(jù)實(shí)際情況來(lái)消除故障，保證配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

1 行波接地故障的選線原理

在出線的配電網(wǎng)當(dāng)中，存在有N回出線的配電網(wǎng)格，假設(shè)其中的每個(gè)分支線路都是單線線路，在出線中存在接地線路的時(shí)候，在故障電源的影響下能夠產(chǎn)生暫時(shí)的行波，這樣的行波能夠從接地點(diǎn)向線路的兩側(cè)進(jìn)行移動(dòng)，在移動(dòng)的過(guò)程中，行波在達(dá)到母線的時(shí)候可能會(huì)引起一定的反射，導(dǎo)致接地線路的反射波和折射波出現(xiàn)疊加的現(xiàn)象，這樣的波運(yùn)行情況會(huì)產(chǎn)生接地線路的初始行波。在行波運(yùn)行的過(guò)程中，同于對(duì)行波初始線路在配電網(wǎng)進(jìn)出線中所呈現(xiàn)出的幅值和記性差異，來(lái)對(duì)行波的變化情況進(jìn)行研究，以此來(lái)確定接電線路的位置，在發(fā)現(xiàn)某線路中初始電流的行波幅值與其他線路有較大變化的時(shí)候，就可以說(shuō)明出現(xiàn)行波異常變化的線路為接地線[1]。

2 行波接地故障的測(cè)距原理

在對(duì)接地線路進(jìn)行確定的基礎(chǔ)上，需要對(duì)行波接地故障的距離進(jìn)行測(cè)量。在配網(wǎng)線路的運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)三相配電線路變成單相配電線路故障，這種線路故障的具體表現(xiàn)為配電線路中能夠產(chǎn)生故障行波，由三相線路互耦關(guān)系的影響，行波不能產(chǎn)生在單相線路中的波速，在這樣的情況下，為了將行波技術(shù)運(yùn)用到三相線路中，需要對(duì)三相信號(hào)轉(zhuǎn)化成模式分量來(lái)進(jìn)行分析，結(jié)合三相線路中的電壓、電流和實(shí)際信號(hào)來(lái)對(duì)相模變換方式進(jìn)行確定。在對(duì)模量進(jìn)行轉(zhuǎn)換之后，各個(gè)模量之間互不影響，呈現(xiàn)獨(dú)立的關(guān)系，行波在傳播網(wǎng)絡(luò)分為線模分量和零模分量，其中零模分量能夠通過(guò)大地作為回流，存在相應(yīng)的幅值，在出現(xiàn)接地故障的情況下，這樣的幅值會(huì)出現(xiàn)不同程度的增大。而線模分量存在兩個(gè)，兩各的模波速是相同的，這樣可以以其中一種線模分量來(lái)進(jìn)行測(cè)距，根據(jù)行波在零模分量和線模分量中傳輸速度的差異，對(duì)故障產(chǎn)生點(diǎn)到兩個(gè)模量測(cè)量點(diǎn)的時(shí)間差，來(lái)對(duì)線路接地故障的距離進(jìn)行測(cè)量。

3 行波技術(shù)在配電線路接地故障檢測(cè)中的實(shí)踐

（1）行波技術(shù)在故障選線中的應(yīng)用。在對(duì)行波技術(shù)在接地故障的選線原理可以知道，在行波產(chǎn)生的時(shí)候，能夠在線路的兩側(cè)進(jìn)行傳播，根據(jù)行波的反射和折射來(lái)對(duì)接地故障點(diǎn)進(jìn)行確定。對(duì)于變電站來(lái)說(shuō)，接地故障點(diǎn)所產(chǎn)生的行波在母線處會(huì)產(chǎn)生反射和折射，為了驗(yàn)證行波技術(shù)在配電接地故障選線中的作用和可形性，可以根據(jù)以下實(shí)例來(lái)進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證。此變電站的一條配電線路為10kV，在距離變電站出口處2km的位置設(shè)置一條線路，并且在線路中設(shè)置相應(yīng)的故障，接下來(lái)10kV配電線路接地故障處所產(chǎn)生的行波在母線和故障線路中進(jìn)行測(cè)量，所測(cè)量的實(shí)際結(jié)果如表1：

根據(jù)表1可以看出，各個(gè)線路的初始行波位置基本相同，而下一線的模極大值與其他線路相差太大，所以可以判定下一線為故障線路，根據(jù)之前所設(shè)置的故障線路來(lái)看，行波技術(shù)在判定接地故障下路中能夠發(fā)揮較大的作用[2]。

（2）行波技術(shù)在故障測(cè)距中的應(yīng)用。對(duì)10kV配電線路東干線距離變電站出口處2.73km處設(shè)置單相接地故障，在發(fā)生故障的時(shí)候，對(duì)接地故障線路所產(chǎn)生的行波進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的內(nèi)容主要包括母線電壓、東干線的電流和非故障線路的電流，同時(shí)對(duì)東干線單相接地故障產(chǎn)生時(shí)的測(cè)距進(jìn)行記錄，在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量之后，得出相應(yīng)的電壓圖和電流圖。根據(jù)軟件自動(dòng)分析，能夠直接選出故障線路為東線路，并且根據(jù)東干線的電流圖來(lái)對(duì)故障類(lèi)型進(jìn)行判斷，測(cè)量出單相短路故障點(diǎn)距離變電站母線的距離為2.801m，實(shí)際距離為2.73m，測(cè)距誤差在可接受范圍當(dāng)中。根據(jù)以上的測(cè)量方法，設(shè)置不同線路、不同接地故障類(lèi)型和不同的故障距離來(lái)進(jìn)行故障測(cè)距，對(duì)試驗(yàn)線路的三相進(jìn)行接地故障選線和測(cè)距，來(lái)對(duì)不同相故障測(cè)量結(jié)果的分散程度進(jìn)行檢測(cè)，在經(jīng)過(guò)測(cè)量結(jié)果表明，行波技術(shù)在故障測(cè)距中的應(yīng)用，能夠精確的判斷出故障線路和故障類(lèi)型，其準(zhǔn)確率為100%，分析得出的測(cè)距與實(shí)際故障測(cè)距誤差較小，整體誤差率為5%，在可接受的范圍當(dāng)中，所以說(shuō)，行波技術(shù)的整體測(cè)量精度較為準(zhǔn)確。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合行波技術(shù)的接地故障選線原理和測(cè)距原理，根據(jù)變電站配電線路的接地故障來(lái)對(duì)行波技術(shù)在配電線路接地故障檢測(cè)中的可行性進(jìn)行分析，測(cè)量結(jié)果表明，行波技術(shù)能夠準(zhǔn)確的對(duì)發(fā)生接地故障的線路進(jìn)行分析，并且對(duì)所出現(xiàn)的故障類(lèi)型進(jìn)行判斷，同時(shí)設(shè)置不同的故障距離來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，所測(cè)得的故障距離與實(shí)際故障距離相差較小，這樣說(shuō)明行波技術(shù)能夠在配電網(wǎng)接地故障檢測(cè)中發(fā)揮出強(qiáng)大的作用，保證配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]黨鍇釗.行波技術(shù)在配電線路接地故障檢測(cè)中的應(yīng)用[J].電器與能效管理技術(shù)，2013，（12）：47-50.

[2]劉棟.配電線路接地故障檢測(cè)領(lǐng)域行波技術(shù)的應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，（24）：243.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司紅安縣供電公司）