徐國(guó)春（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000）

配電網(wǎng)單相接地故障定位新技術(shù)研究

徐國(guó)春（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000）

隨著配電網(wǎng)饋線的增加，系統(tǒng)電容電流逐漸增加，一旦發(fā)生單相接地故障，則容易造成接地短路故障，進(jìn)而損壞設(shè)備。本文首先介紹了配電網(wǎng)單相接地故障危害，然后對(duì)配電網(wǎng)單相接地故障定位新技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，以期通過合理運(yùn)用故障定位技術(shù)，準(zhǔn)確定位故障線路并予以切除，保障配電網(wǎng)正常運(yùn)行。

配電網(wǎng)；單相接地；故障定位

1 引言

我國(guó)中低壓配電網(wǎng)主要是架空線，一般采用小電流接地系統(tǒng)，故障類型為單相接地故障。在對(duì)單相接地故障進(jìn)行排查時(shí)，一般采用人工巡線法確定故障位置，不僅需要耗費(fèi)大量人力、物力，而且還會(huì)影響供電可靠性。因此，對(duì)配電網(wǎng)單相接地故障定位新技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 配電網(wǎng)單相接地故障危害分析

2.1 影響供電可靠性

一旦配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障，則工作人員首先需要進(jìn)行選線，對(duì)于沒有發(fā)生故障的配電線路，需要進(jìn)行停電處理，而這就會(huì)直接影響配電網(wǎng)供電連續(xù)性和可靠性。另外，如果配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障，則工作人員在對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行排查和修復(fù)作業(yè)時(shí)，不能為電力用戶正常供電，另外，如果遇到強(qiáng)風(fēng)暴雨等惡劣氣候，或者作業(yè)條件比較惡劣，則排查和修復(fù)工作難度會(huì)大大增加，極大地影響配電網(wǎng)供電穩(wěn)定性和可靠性。

2.2 影響供電量

當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，需要立即對(duì)故障線路進(jìn)行停運(yùn)處理，并且對(duì)故障原因進(jìn)行排查和修復(fù)，而這就會(huì)造成大面積長(zhǎng)時(shí)間的停電，減少供電量，對(duì)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及供電量指標(biāo)都造成了巨大的影響，甚至?xí)谝欢ǔ潭壬嫌绊懳覈?guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3 配電網(wǎng)單相接地故障定位新技術(shù)

3.1 故障測(cè)距法

3.1.1 行波法

行波法可以被分為A型、B型、C型、E型這四種類型。其中，A型指的是依據(jù)故障產(chǎn)生的行波定位單端故障；B型指的是對(duì)故障產(chǎn)生的行波進(jìn)行雙端故障定位；C型指的是當(dāng)發(fā)生單相接地故障后，技術(shù)人員輸入故障檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)行波在沿線路傳播過程中遇到故障點(diǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生折射和反射，對(duì)此，技術(shù)人員可以依據(jù)折射和反射程度對(duì)故障點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)之間的距離進(jìn)行測(cè)定，從而實(shí)現(xiàn)故障定位，現(xiàn)如今，C型是應(yīng)有最為廣泛的行波法；E型的故障定位原理是通過對(duì)重合閘開關(guān)動(dòng)作時(shí)，合閘脈沖和發(fā)射脈沖之間的時(shí)間差，從而準(zhǔn)確判定配電網(wǎng)故障發(fā)生點(diǎn)。

3.1.2 阻抗法

在配電網(wǎng)故障定位中，阻抗法已經(jīng)得到廣泛推廣和應(yīng)用。如果假設(shè)整個(gè)配電網(wǎng)的線路為均勻線路，則如果發(fā)生故障問題，則技術(shù)人員可以依據(jù)所獲得的電流、電壓等參數(shù)確定整個(gè)故障回路的阻抗然后綜合考慮阻抗值以及線路長(zhǎng)度的關(guān)系，準(zhǔn)確計(jì)算測(cè)量點(diǎn)和故障點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，從而準(zhǔn)確判斷出配電網(wǎng)故障點(diǎn)的具體位置。

3.1.3 安裝單相接地故障指示器

故障指示器的方法其工作原理主要在于，對(duì)配電線路針對(duì)故障電流進(jìn)行檢測(cè)，將發(fā)生故障的出現(xiàn)、區(qū)段以及分支指示出來。但是，在故障指示器定位法的實(shí)際應(yīng)用中，其只能夠?qū)Χ搪饭收袭a(chǎn)生良好效果，在對(duì)接地故障以及高阻接地故障定位時(shí)，其故障信號(hào)就會(huì)非常弱，這就會(huì)造成故障指示器無法發(fā)生可靠動(dòng)作。因此，現(xiàn)如今，故障指示器在單相接地故障定位的實(shí)際應(yīng)用中，定位準(zhǔn)確率依然無法達(dá)到百分百，由此可見，其并不適合應(yīng)用于配電網(wǎng)線路單相接地故障的定位檢測(cè)。

3.2 注入法

注入法也是單相接地故障定位中較為常見的技術(shù)，其應(yīng)用原理是：如果配電網(wǎng)發(fā)生單相基地故障，則通過母線電壓互感器會(huì)向故障線路的故障相注入電流信號(hào)。因此，根據(jù)注入信號(hào)的流動(dòng)的特點(diǎn)，可以采用專用的信號(hào)探測(cè)器對(duì)注入信號(hào)路徑進(jìn)行跟蹤，從而準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。注入法又分為直流注入法和交流注入法，而S注入法屬于交流信號(hào)注入法的一種，S注入法的工作原理在于：在配電網(wǎng)母線中利用其電壓互感器將交流電流進(jìn)行注入，在通過電流探測(cè)器的專用信號(hào)，從而準(zhǔn)確查找出發(fā)生故障的線路和具體位置，從而在最大程度上減少或是避免受線路電容的影響。但是，在高電阻接地的情況下，通常情況下，配電網(wǎng)中的電容的分流作用會(huì)超出其方法的允許范圍，這就會(huì)造成在某分支如果發(fā)生兩條分支電流信號(hào)差距并不明顯，最終就會(huì)降低故障方向的辨別和判斷的準(zhǔn)確性。

3.3 綜合定位方法

綜合定位方法主要是針對(duì)行波法與直流注入法所提出的一種新型單相接地故障定位技術(shù)，其能夠?qū)⑿胁ǚㄅc直流注入法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)相結(jié)合。如圖1所示，由X端注入脈沖信號(hào)，在故障點(diǎn)之后返回行波信號(hào)會(huì)發(fā)生突變，但是，在故障點(diǎn)之前，故障發(fā)生前與故障發(fā)生后所返回的行波信號(hào)是一致的，因此，可以充分利用正常信號(hào)和故障信號(hào)的波形差，正常信號(hào)與故障信號(hào)相異的第1點(diǎn)指的是單相接地故障點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的行波突變點(diǎn)，根據(jù)第一個(gè)突變點(diǎn)時(shí)刻，即可確定故障點(diǎn)與線路首端之間的距離，設(shè)為L(zhǎng)1。當(dāng)從Y端注入脈沖信號(hào)時(shí)，根據(jù)上述分析辦法，通過利用正常信號(hào)與故障信號(hào)波形之間的差別，即可判斷出單相接地故障發(fā)生未知，設(shè)為L(zhǎng)2。綜合考慮故障距離Ll和線路的結(jié)構(gòu)，即可確定單相接地故障點(diǎn)位置，并且形成故障數(shù)組1，同時(shí)，故障點(diǎn)和線路段之間也可以一一對(duì)應(yīng)。采用同一種分析方法，根據(jù)故障距離L2和線路的結(jié)構(gòu)，也可以確定單相接地故障點(diǎn)位置，并且形成故障數(shù)組2。通過計(jì)算數(shù)組1與數(shù)組2的交集，即可計(jì)算出數(shù)組3。如果數(shù)組3有唯一的點(diǎn)，即可判斷此點(diǎn)為故障點(diǎn)。如果數(shù)組3元素不是唯一的，則說明存在偽故障點(diǎn)，還需要繼續(xù)排查。在這種情況下，可以向故障線路注入150mA直流信號(hào)，小電流接地系統(tǒng)非故障線路對(duì)直流可視為開路，其電流為0；但是，在故障線路中，直流信號(hào)通過故障點(diǎn)會(huì)形成回路，電流不為零，可以以此為依據(jù)，找出真正的故障點(diǎn)。

圖1 配電線路分支發(fā)生故障

4 結(jié)語

綜上所述，配電網(wǎng)單相接地故障定位技術(shù)對(duì)于排查配電網(wǎng)故障問題具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，能夠有效降低配電維護(hù)檢修時(shí)間，在控制停電時(shí)間以及降低停電損失方面發(fā)揮著重要作用?，F(xiàn)如今，配電網(wǎng)單相接地故障定位技術(shù)有很多種，包括故障測(cè)距法、注入法、綜合檢測(cè)法，在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)人員需要以配電網(wǎng)單相接地的具體情況為基礎(chǔ)，合理選擇故障定位方法，保障故障定位有效性。

［1］嚴(yán)鳳，葛廷利.農(nóng)村配電網(wǎng)單相接地故障定位方法研究［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2010，26（4）：36～37.

［2］徐汝俊，嚴(yán)鳳，裴玉龍.10kV配電網(wǎng)單相接地故障定位方法的研究［J］.電力科學(xué)與工程，2010，26（11）：14～17.

［3］王昭楊，戚宇林.配電網(wǎng)單相接地故障定位S信號(hào)法的研究［J］.電力科學(xué)與工程，2010，26（3）：14～17.

TM862

A

2095-2066（2016）30-0037-02

2016-10-12

徐國(guó)春（1975-），男，技師，大專，主要從事配網(wǎng)檢修、搶修及試驗(yàn)工作。