張占龍　趙肖旭　王謙

摘 要：在實(shí)際工作中，小電流接地系統(tǒng)的應(yīng)用是不可避免的，但是，在其使用的過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的故障問(wèn)題，需要采取有效的方法對(duì)故障進(jìn)行選線定位，及時(shí)維修。目前，我國(guó)一些供電部門依然采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行故障選線定位，工作效率較為低下，而且準(zhǔn)確性也不是很高。為了能夠有效提高工作效率和故障選線定位的可靠性，在分析該系統(tǒng)故障選線定位現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了幾種比較有效的方法。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；小電流接地系統(tǒng)；故障選線；故障信號(hào)

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.146

當(dāng)發(fā)生小電流接地故障時(shí)，并不會(huì)對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生太大的影響，但是，如果產(chǎn)生過(guò)電壓，將會(huì)在很大程度上危害電網(wǎng)絕緣，在引起短路故障的情況下，很容易擴(kuò)大事故。因此，發(fā)生這一情況時(shí)，需要及時(shí)選出故障線路，以便工作人員能更好地處理。小電流接地系統(tǒng)的故障線路定位難度比較大，不僅因?yàn)楣收闲盘?hào)微弱，還因?yàn)楣收想娀〉姆€(wěn)定性不好。這個(gè)問(wèn)題受到了有關(guān)部門和人員的高度關(guān)注。目前，我國(guó)一些供電部門在檢測(cè)其故障位置時(shí)，依然沿用傳統(tǒng)的人工巡檢法，這種方法花費(fèi)的時(shí)間太長(zhǎng)，需要引進(jìn)先進(jìn)的方法進(jìn)行檢測(cè)。只有這樣，才能提高系統(tǒng)故障定位的準(zhǔn)確性，節(jié)省時(shí)間。

1 現(xiàn)狀分析

到目前為止，可以使用的小電流接地系統(tǒng)故障選線技術(shù)并不少，但是，每一種方法的有效性存在一定的差異。其中，建立于穩(wěn)態(tài)量上的故障選線技術(shù)是應(yīng)用比較早的一種方法。該裝置主要是由諧波信號(hào)等構(gòu)成，當(dāng)小電流接地系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，故障穩(wěn)態(tài)信號(hào)通常都會(huì)有所減弱，而穩(wěn)態(tài)電流將會(huì)下降到20 A以下。此時(shí)，工作人員難以判別、提取故障信號(hào)，所以，很多種故障選線技術(shù)在正式使用時(shí)并不能達(dá)到理想的效果。近年來(lái)，最常用的一種方法是基于暫態(tài)量的選線技術(shù)。這種技術(shù)在使用的過(guò)程中不受消弧線圈的影響，因此，效果比較好。與此同時(shí)，結(jié)合人工智能或者相關(guān)數(shù)學(xué)工具等選線技術(shù)也是一種不錯(cuò)的方法，可以在很大程度上提高故障特征提取的準(zhǔn)確性，而且在其使用的過(guò)程中，受多方面因素的限制，需要在未來(lái)的研究中繼續(xù)努力，以獲得更大的突破。

2 當(dāng)前常用的選線技術(shù)分析

2.1 零序電流比較法

零序電流比較法可以劃分為2種，即幅值法和相位法。這兩種方法都是通過(guò)零序電流幅值和方向在不同位置中的檢測(cè)點(diǎn)定位故障的。當(dāng)小電流接地系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)槟撤N原因而導(dǎo)致單相接地短路時(shí)，非故障相的對(duì)地電壓將會(huì)升高，而且也會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)零序故障電流。另外，由中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的特征可知，滯后零序電壓為90°，而分析顯示超前零序電壓同樣為90°，從這里就可以看出，故障點(diǎn)兩側(cè)的零序電流方向完全不一樣，兩者是相反的。從故障點(diǎn)同側(cè)的情況來(lái)看，零序電流幅值并無(wú)太大的差異，因此，零序電流幅值最大的檢測(cè)點(diǎn)的下游區(qū)段即為故障區(qū)段。

2.2 零序電流有功分量法

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，故障電流中會(huì)攜帶有一定的有功分量。同時(shí)，非故障線路的電流方向與消弧線圈并無(wú)任何差異，而且兩者都會(huì)經(jīng)過(guò)故障點(diǎn)返回。所以，與故障線路有功分量的方向和大小相比較，非故障線路的有功分量不僅比較小，而且方向也完全相反，此時(shí)，工作人員就可以利用這一特點(diǎn)選出故障線路。在實(shí)際工作中，在設(shè)計(jì)選線裝置時(shí)，主要是計(jì)算零序電壓和電流值，然后比較所有線路的零序有功功率，判斷其具體的方向，以此確定小電流接地系統(tǒng)的故障線路。根據(jù)這一想法，法國(guó)電力公司設(shè)計(jì)出了一種故障檢測(cè)技術(shù)，被命名為DESIRE法。這種方法具有自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，它在使用的過(guò)程中不受到消弧線圈的影響，但靈敏度卻不是很高。在實(shí)際工作中，雖然可以利用一定的方法提高其靈敏度，但接地電流會(huì)增大，產(chǎn)生更大的絕緣破壞。

2.3 注入信號(hào)尋跡法

注入信號(hào)尋跡法主要是指發(fā)生接地故障后，借助工具在故障線路注入信號(hào)。此時(shí)，信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)一定的路線由故障點(diǎn)流入大地，并借助信號(hào)探測(cè)器檢測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)的線路。由此可以判斷該線路就是故障線路，然后再借助工具檢測(cè)故障線路沿線，獲取故障點(diǎn)所在的具體位置。這種故障檢測(cè)方法不需要用到電流互感器，因此，在檢測(cè)過(guò)程中，不會(huì)受到消弧線圈的影響，但是，需要利用工具將信號(hào)注入設(shè)備，并且還需要檢測(cè)線路沿線。這整個(gè)過(guò)程花費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)，對(duì)于間歇性接地故障的檢測(cè)有效性不高。

2.4 借助人工智能和相關(guān)數(shù)學(xué)工具的檢測(cè)技術(shù)

這些年，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展得非常快，涌現(xiàn)了出現(xiàn)許多新的技術(shù)方法。其中，在配電網(wǎng)故障定位方面，人工智能算法和相關(guān)數(shù)學(xué)工具陸陸續(xù)續(xù)被應(yīng)用到這一領(lǐng)域中，例如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。這種方法的應(yīng)用對(duì)微弱特征信號(hào)的提取有非常關(guān)鍵的作用，能夠進(jìn)一步提高故障選線定位的準(zhǔn)確性。但是，由于技術(shù)有限，該方法還沒有在實(shí)際工作中被廣泛使用，需要專家繼續(xù)深入分析、研究，相信這將會(huì)成為未來(lái)的一種新趨勢(shì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)供電需求的不斷增大，我國(guó)急需保證供電的可靠性，這樣才能為用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)。因此，需要盡可能減少配電網(wǎng)故障次數(shù)。但是，在使用的過(guò)程中，不可能不出現(xiàn)故障，有關(guān)部門工作人員一定要及時(shí)維修。維修的關(guān)鍵是配電網(wǎng)故障選線技術(shù)，只有利用良好的技術(shù)確定了故障點(diǎn)，才能盡快解決問(wèn)題。對(duì)于配電網(wǎng)故障選線問(wèn)題，可以根據(jù)實(shí)際情況利用零序電流比幅法、諧波法等進(jìn)行檢測(cè)，以進(jìn)一步提高故障點(diǎn)定位的可靠性。

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〔編輯：白潔〕