配电网单相接地故障测距
- 格式:pdf
- 大小:168.95 KB
- 文档页数:2
科学论坛
brnn。a sc ienc。e an a 1e_cllno logy gev_lew。 l^_0●l
配电网单相接地故障测距
王志艳
(胜利油田电力管理总公司南区供电公司)
[摘要】配电网由于其机构复杂,馈线敝障点定位一直是故障测距研究中的难题,随着配电网综合自动化技术的发展和用户对供电质量要求 的不断提高,原有配电网中的馈线故障检测方法已不能满足需求,本文对目前可以快速,准确地对配电线路故障进行诊断定位的几种故障测距方 法进行沧述,对同类行业具有一定的借鉴意义。
【关键词】配电网变电站测距方法 中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1009—914X(2012)06—005—01
前言 对于配电网,由于其机构复杂,馈线故障点定位一直是故障测距 研究中的难题,一般只有配置故障选线装置,几乎没有馈线故障测距 装置。随着配电网综合自动化技术的发展和用户对供电质量要求的不 断提高,原有配电网中的馈线故障检测方法已不能满足需求,如何快
速,准确地对配电线路故障进行诊断定位,提高配电线路运行可靠性 已成为人们比较关注的问题。 变电站是把一些设备组装起来,用以切断或接通、改变或者调整 电压,在电力系统中,变电站是输电和配电的集结点,变电站主要分 为:升压变电站,主网变电站,二次变电站,配电站。变电站是电力 系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电 力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站起变换
电压作用的设备是变压器,除此之外,变电站的设备还有开闭电路的 开关设备,汇集电流的母线,计量和控制用互感器、仪表、继电保护 装置和防雷保护装置、调度通信装置等,有的变电站还有无功补偿设 备。变电站的主要设备和连接方式,按其功能不 而有差异。3Sky 史南变电站,所属南区供电公司运行八队,变电站所带负荷有电机和 采油用电,采用双母线分段接线方式,35kv进线两条,两台主变运行 的方式。对于单一架空或电缆,现有的测距方法均用到了集中参数模 型和分布参数模型。在短距离输电的配电网线路结构中,上述数学模 型所引起的误差均在容许范围之内,分布参数的模型更切实实际线路 情况。测距方法按原理大致可分为阻抗法,注入法和行波法,按测量
端可分为单端法、双端法和离线测距法。单一线路测距方法是以上3 种分类方法的组合。 1架空线的测距方法
1.1阻抗法 阻抗法与阻抗继电器的基本原理类似,由故障时可测量到的电和 电流量计算出故障回路的阻抗,因为线路长度与阻抗成正比,便可求
出故障距离。阻抗法在算法上大致可分为反映工频基波量的算法和解 微分方程算法,其中反映工频基波量的算法因有达代过程,易出现结 果不收敛或出现伪根的情况,解微分方程算法易受过渡电阻和系统运 行方式的影响,因此在带有多分支的配电线路中,阻抗法无法排除伪 故障点。现有的阻抗法都是针对均匀传输线提出的,不适用架空线与 电缆混合的参数变化较大的线路。由于其具有投资少的优点,阻抗法 多用于对分支少。结构简单的线路进行测距。 1.2注入法 注入法是通过故障后向系统注入某种信号定位具体的故障点,主 要有端口故障诊断法、加信传递函数法和s注入法等。其借鉴模拟电 路故障诊断理论.从端口方程出发,通过施加音频正弦信号并结合字 典法的概念,用零序故障电流在主支两侧的分布参数与故障位置的对 应性实现故障定位。在多分支的线路中,采用检波法或者排除法把各 节点的响应信号从传递函数波形中剔除可得到只含有故障信息的波 形,使测距定位更为准确。理论上这种方法不受负载参数变化的影响、 测量方便。但尚未应用于实际测距中。 ‘
1.3行波法 行波法是目前在高压输电线路上应用较多的测距方法,主要利用 三相行波幅值和相位的信息确定故障相.通过测量电压、电流行波在 故障点及母线之间的传播时间确定输电线路的故障距离。行波法一般
采用电流行波,主要分为单端法和双端法。利用行波实现故障测距的 主要优点是构成简单、容易实现。但行波信号作为高频暂态信号,易 与噪声干扰相混淆,因此检测信号存在困难。行波测距的关键足正确 识别故障行波的波头及其对应时刻。小波分析作为一种时频分析方法 可很好地解决这个问题,小波变换的跨尺度分析可排除噪声干扰,因 此采用小波变换技术进行行波测距是目前比较成熟而且已经得到实际
应用的测距方法,但是这种采用小波变换技术的测距方法只在高压系 统中应用比较成熟。 1.4其他测距方法 5次谐波也是一种较重要的测距方法,其主要是通过测距户外空 l司零序电场和磁场的5次谐波分析谐波的幅值和相位关系,判断小电 流接地系统的单相接地故障点。采用该方法设计的故障探测器具有投 资少、体积小、便于携带的优点,但如何提高检测装置的灵敏度和抗 干扰能力是5次谐波广泛应用的关键。此外,结合配电线路馈线终端 单元实现故障分段定位的方法比较实用,但由于其需要以自动化地配
电网为前提,成本较高。除此之外还有一些智能化地测距方法,如小 波神经网络法、模拟退火法,光纤测距等,目前这些方法离实际应用 还有很大一段距离。 电缆线路的故障测距方式分离线理论和在线理论2大类。目前主要 的测距方式好似离线测距。离线理沦按原理分主要有电桥发、驻波法、 低压脉冲反射法、脉冲电压法、脉冲电流法、二次脉冲法和现代行波改 进法。电桥法和驻波法被称为经典理论,低压脉冲法、脉冲电压或脉冲 电流法是基于理想模型的现代行波理论。其中电桥法和低压脉冲反射法 适用与低阻故障,脉冲电压或脉冲电流法和二次脉冲法适用于高阻和闪
络性故障.在线测距是未来电缆故障测距的发展方向,但目前的技术仍不 够成熟和完善。高速光电传感技术、GPS/GIS技术和小波理论等均被应 用于电缆的在线测距,但效果不够理想,行波和其他智能化理沧的进一 步发展以及高精度仪器的研制成功将为电缆在线测距提供有力支持。 2.改进的行波法 将行波法应用于混合线路模式下的配电网行波故障测距取得了显 著成果,主要(1)采用“电流一电压”的测距方式,对特殊的配电系
统,如铁路贯通、自闭线路,母线出线少,线路末端不带负荷,对于 线路末端出线较多的配电线路,如开闭所,应选用“电流一电流”测 距方式(2)在混合线路中行波波速不再是常数,设架空线的波速v 为基准,对电缆长度进行折算,即对于长度为L的电缆,折算到相应 的架空线上的长度为LV/U,利用双端测距行波法的公式即可得到故障 点在折算后均一线路中的位置,折算混合线路即可消除波速不连续所 带来的影响。(3)采用单端法可解决双端法无法克服的经济性和实用 性问题,只在根节点的变电站上装设一套测距设备很难区分哪个是从
故障点反射回测量点的行波波头,哪个是从分接点反射回来的行波波 头。故障字典法在理论上具有一定的可行性,但故障字典的建立是一 个庞大而复杂的工作,很多情况不能面面俱到。 3几点认识
(1)由于阻抗法假设较多、测量误差较大,其他方法还不至于对 混合线路的配电网进行故障测距,因此行波法可作为今后故障测距发
展的主要方向。(2)由于配电网末端一般不具备测量条件,所以在线 路末端安装测距设备可能性不大、经济性不高,采用单端法进行故障
测距比较理想。(3)由于阻抗法精度不高、有伪故障点、行波法不易 确定初始行波波头,因此在未来的配电网混合线路故障测距中,可以 考虑将上述几种方法相结合,采用阻抗法或是线路FIU先定出线路及
其故障区问,再由单端行波法进行精确地故障定位。这种方法具有一 定的可行性,但其有效性尚待验证。
科技博置l
5 配电网单相接地故障测距
作者:王志艳
作者单位:胜利油田电力管理总公司南区供电公司
刊名:中国科技博览
英文刊名:China Science and Technology Review
年,卷(期):2012(6)
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgbzkjbl201206005.aspx