基于暂态零序电流幅值比较的配电网单相接地故障定位

配电线路的零序电流和故障选线新方法

摘要：本文主要分析了配电线路的零序电流和故障的选线新方法，希望可以为今后配电线路的相关工作提供参考，提高配电线路的使用效果和建设质量。

关键词：配电线路；零序电流；故障线；新方法

一、前言

针对配电线路必须要采取更加有效的建设和施工方法，在零序电流的情况下，故障线新方法要经济适用，才可以使得配电线路的应用更加得当，保证使用的效果。

二、配电网单相接地故障继电器的基本原理

1、单相接地故障TCC的形成机理

在中性点不接地模式系统中，当馈线发生单相接地故障时，故障相中除原负载电流外，还存在着由故障相电压忽然降低和非故障相电压升高而引起的电容放、充电的高频暂态电容电流，该TCC中稳态工频电流较小，高频暂态分量较大；当金属性接地时，暂态接地电流的幅值可达稳态分量的7～8倍，且持续时间很短，约为0.5～1.0个工频周波。显然，TCC的幅值、衰减性能与相关系统非故障线路对地电容大孝故障时刻相电压的角度、故障过渡电阻、故障间隔等因素有关，且受故障馈线的不对称性、TA性能、运行方式等因素的影响，这些将在本文所提出的接地保护新原理中得到解决。

为便于分析小电流接地系统单相接地故障时电容电流的分布特征，将其分为对故障馈线（FaultyFeeder，FF）的单相接地保护，为区内故障；对所有非故障馈线（HealthyFeeder，HF）的单相接地保护，为区外故障。由故障相TCC的流通回路可知，其大小与FF上故障相的参数、非故障相的参数和HF上的参数等都有关系。它们是单相接地TCC的主要回路。在FF故障相上，TCC的强度与FF、HF的非故障相助增强度有关，系统中故障相的残压与故障状态特征因素并且从理论上分析，即根据电流回路流向可知：在仅有一条故障馈线的系统中，故障相TCC近似即是任一非故障相TCC的2倍；当有多条馈线情况时，由于HF非故障相的助增作用，可使故障相TCC大于非故障相TCC的2倍。本文的单相接地故障暂态电流保护继电器的判定准则由此而导出。

电力专栏　

基于故障暂态信息的配网电缆单相接地　

故障测距方法　

何可敬　

（广东电网公司东莞供电局，广东东莞５２３０００）　

摘要：介绍一种基于线路分布参数模型的、可利用故障暂态信息的配网电缆单相接地故障测距方法，应用于高　

精度电缆测距装置上，能对电缆故障快速精确定位，缩短恢复供电时间，有效弥补传统型电缆故障测距仪器的不足。　关键词：配网电缆；故障暂态信息；测距方法　．　

Ｒａｎｇｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　Ｆａｕｌｔ　ｏｆ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　

Ｃａｂｌｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｌ　ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　

ＨＥ　Ｋｅｙｉｎｇ　（Ｄｏｎｇｇｕａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｄｏｎｇｇｕａｎ　５２３０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｒａｎｇｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｐｈａｓｅ　ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｆａｕｌｔ　ｏｆ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃａｂｌｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　

ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗｈｉｃｈ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｃａｂｌｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ　ｉｓ　ａｂｌｅ　ｔｏ　ｑｕｉｃｋｌｙ　ａｎｄ　ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ　ｌｏｃａｔｅ　ｃａｂｌｅ　ｆａｕｌｔｓ，ｓｈｏｒｔ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｒｅｓｔｏｒｅ　ｐｏｗｅｒ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｌａｃｋ　ｏｆ　ｃａｂｌｅ　ｆａｕｌｔ　ｒａｎｇｅｆｉｎｄｅｒｓ．　

０引言　

随着电力电缆的广泛应用．电缆故障数量越来越　

２０１３焦　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　山东工业技术　第４期　ｌＯｋＶ配电网单相接地故障定位研究　王亚雄　（宁夏煤矿设计研究院有限责任公司，宁夏银ＪＩＩ　７５００１　１）　【摘要】本文提出了一种ｌＯｋＶ配电网单相接地故障的区间定位方法。通过理论推导，发现比较短路故障线路区段前后端　零序电压与零序电流相位的差值，能够准确的定位到发生短路故障的线路区间。该方法同时适用于金属性接地短路故障与非金　属性接地短路故障。Ｍａｔｌａｂ仿真结果证明，理论分析正确，具有实用价值。　【关键词】零序电压；零序电流；相位　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｖａｌ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｉｎ　ｓｉｎｇｌｅ—ｐｈａｓｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｆａｕｌｔ　ｆｏｒ　ｌＯＫｖ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗａｓ　ａｓｓｉｇｎｅｄ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｚｅｒｏ－ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｐｈａｓｅ　ａｎｄ　ｚｅｒｏ－ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｈａｓｅ　ｂｅｆｏｒ　ａｎｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆａｕｌｔ　ｌｉｎｅ．ｆｏｕｎｄ　ｉｔ　ａｂｌｅ　ｔｏ　ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ　ｌｏｃａｔｅ　ｔｈｅ　ｆａｕｌｔ　ｌｉｎｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｌｉｎｅｓ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｐｐｌｉｅｓ　ｔｏ　ｂｏｔｈ　ｍｅｔａｌｌｉｃ　ａｎｄ　ｎｏｎ－ｍｅｔａｌｌｉｃ　ｇｒｏｕｎｄ　ｆａｕｌｔ．Ｍａｔｌａｂ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｃｏｒｒｅｃｔ　ｗｉｔｈ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｖａｌｕｅ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］Ｚｅｒｏ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｖｏｌｔａｇｅ；Ｚｅｒｏ—ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ；Ｐｈａｓｅ　０引言　在我国，６￣６６ｋＶ供、配电线路，均采用小电流接地系统　运行方式。采用该种中性点不接地的运行方式最大优点是发　生单相接地故障时．故障电流值较小．且线电压并未发生变　化，可短暂运行，不影响对用户的供电。但若长期运行，会引　起中性点电位偏移。非故障相两相对地电压升高１．７３倍．可　能引起绝缘的薄弱环节被击穿．发展成为相间短路．使事故　扩大．影响用户的正常供电。由于小电流接地系统单相接地　故障电流小，检测故障困难，使用一般的定位方法，故障定位　准确率都较低　因此如何迅速、准确地找到故障区段并将故　障区段隔离具有重要意义　本文研究的是ｌＯｋＶ配电网单相　接地故障的区间定位方法　１　目前的故障定位方法　当前．关于小电流系统单相接地故障定位的原理和方法　已经有许多种，各自都有其独特优势与缺陷。文献１提出了　基于信息融合模糊推理的故障定位方法．文献２提出了“ｓ注　入法”故障定位原理。文献３利用离散小波变换、行波测距原　理在故障段上完成了对故障的精确定位。文献４提出了基于　区段零序能量的相对性定位方法　文献５提出了通过监测一　条馈线上个开关处的零序电压和零序电流．计算由区段的各　端点流入该区段的零序电流的相量和。以识别故障区段。　随着供配电自动化技术的发展．目前在许多供配电馈线　上都安装了具有测量和通信功能的Ｆｒｕ．为精确的故障定位　提供了很大的方便。本文通过配合ＦＴｒｕ装置．对ｌＯｋＶ配电　网上零序电压、电流相位关系进行研究。来实现对故障区间　的准确定位　２　１　ＯｋＶ配电网单相接地故障原理分析　假设线路Ｉ段Ａ相ａ点发生金属性接地故障，此时，　ｌＯｋＶ配电线路网络电容电流分布情况如图１所示。　巨　Ｊ　—弋　—　Ｉ∞　ｌ　；　ｌ　１　．＿Ｌ＿Ｌ　、下下　—●｜∞　图１　１　ＯｋＶ配电线路单相接地短路电容电流分布图　根据图１．其零序等效网络如图２所示　．二旦　＋◆　Ｉ　ｌｏｓ　ｌ　．　上　Ｊ　●—一　毒　咄　』ｒ　——　；Ｃｏｇ　ｉ丰（＝．ｏｎ　图２零序等效网络　一一１一　一３　…ｅｆ，　ｉ　ａ　Ｋ　－　ｌ　ｌ口　ｌ　２　ａ　６　ｂ　７　ｃ　１　图３配电网单相接地　仿真　Ⅱ　

10kV配电网单相接地故障及处理措施

摘要：配电网络作为直接面向电力用户的关键供电环节，其安全与稳定的运行直接关系到供电网络的供电质量。但是在实际的运行过程中，配电网络往往会受到各种故障的影响，尤其是单相接地故障严重威胁着配电网络的安全与平稳运行。因此准确且快速的对配电网单相接地故障进行定位与处理，具有相当重要的意义。本文首先介绍了10kV配电网单相接地故障选线方法，然后详细论述了10kV配电网单相接地故障定位方法。并以此为依据总结出了一套切实可行的单相接地故障定位与处理方法。

关键词：电网故障；10kV配电网；单相接地故障；故障处理

随着我国社会经济的发展水平的不断提高，人们对于供电的质量与稳定性提出了更高的要求。而配电网络作为直接面向电力用户的关键供电环节，其安全与稳定的运行直接关系到供电网络的供电质量。但是在实际的运行过程中，配电网络往往会受到各种故障的影响，尤其是单相接地故障严重威胁着配电网络的安全与平稳运行。另外由于10kV配电网络所处的环境十分复杂，存在相当多的配电线路分支，一旦发生单相接地故障，一般很难确认故障的线路。此外发生故障的位置电流相对较小，难以获得较强的故障信号，这也为单相接地故障的定位与处理带来很大的困难。

一、10kV配电网单相接地故障选线方法

根据判断信号模式的不同，10kV配电网单相接地故障选线方法可以分为主动信号法和被动信号法两种。其中主动信号法是将某种频率的信号注入配电网内，并针对该信号进行检测，从而完成单相接地故障的选线工作。主动信号法注入的信号可以分为可变频率信号和单一频率信号。而被动信号法具体可以分为故障稳态信息法、故障暂态信号法和综合信号法。

基于故障稳态信息进行选线，首先就可以针对出线的线路，逐一进行断电，进而检测中性点的零序电压。然后与正常情况进行对比，从而完成选线。这种方法的选线准确率较高，但是选线的速度较慢，且工作量大，同时会对供电的稳定性产生影响。然后还可以根据消弧线圈的失谐度，对正常状态下出线线路中零序回路的零序导纳进行计算，以此作为参考值。当出现单相接地故障时，由于引入了不对称电源，会令该零序导纳值产生变化，通过与参考值进行对比，就可对故障发生的线路进行确定。但本方法仅能在自动调谐的消弧线圈接地系统中进行使用。另外由于故障出现时，系统内会有非线性谐波电流存在于元件和设备中。各次谐波，尤其五次谐波在故障线路中达到最大，并且相反于正常的线路。以此就可以确定故障发生的线路。但是这种方法的缺点在于，由于谐波的分量偏小，造成检测有一定的困难，同时互感器之间的不平衡和接地电阻的干扰均会对此产生显著影响。最后，如果确定参考信号为正弦信号时，结合对出线零序电流在故障之前以及之后，与参考信号的投影差，也可以确定故障线路。这种方法并不受互感器不平衡的影响，但是计算量相对较大。同时当参考信号存在一定偏差时，也会影响选线的准确度。