鄭麗榕,陳少凡,林義顯

（國(guó)網(wǎng)福建福鼎市供電有限公司,福建 寧德 355200）

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，城市用電量增加，配電網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量在此時(shí)也就顯得尤為重要。對(duì)于配電線路故障的檢測(cè)和排除考驗(yàn)著我國(guó)的技術(shù)研發(fā)與工作人員。傳統(tǒng)的故障檢測(cè)方式有著諸多的弊端，已經(jīng)難以跟上配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的進(jìn)步。在此情況下，基于磁場(chǎng)檢測(cè)的配電網(wǎng)單相接地故障選線及定位開(kāi)始嶄露頭角。

2 配電網(wǎng)單相接地故障分析

配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的變壓器或者發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)就是整個(gè)系統(tǒng)的中性點(diǎn)，我國(guó)現(xiàn)行的配電網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)主要采取非直接接地的方式，共有三種方式，為不接地、經(jīng)過(guò)消弧線圈接地和高阻抗的接地方式。因?yàn)楣收想娏鞅容^小，也稱為小電流接地方式。

配電網(wǎng)運(yùn)行中最為常見(jiàn)和主要的故障形式就是單相接地故障。如果單相接地故障發(fā)生在線路比較長(zhǎng)的系統(tǒng)中，能量容易堆積致使線路中電壓升高，對(duì)配電網(wǎng)的電容、電感也會(huì)造成影響，配電網(wǎng)的安全運(yùn)行受到極大的威脅。

3 配電網(wǎng)架空線路下方的磁場(chǎng)性質(zhì)分析

（1）配電網(wǎng)線路周圍的三維磁場(chǎng)。眾所周知，電與磁一直共存，有電場(chǎng)的地方就會(huì)有磁場(chǎng)的存在。隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)電力的需求，許多新興的技術(shù)被應(yīng)用在配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，與此同時(shí)磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的研究、發(fā)展的應(yīng)用也就成為的配電網(wǎng)系統(tǒng)完善的基礎(chǔ)。

根據(jù)電磁場(chǎng)理論，當(dāng)配電系統(tǒng)的架空電路中有電流時(shí)，線路周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)線路發(fā)生故障的時(shí)候，這個(gè)磁場(chǎng)的大小和方向便反映了線路此時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。所以配電網(wǎng)線路周圍存在的三維磁場(chǎng)對(duì)我們處理配電網(wǎng)線路故障必然會(huì)有很大的幫助。

（2）配電網(wǎng)線路周圍磁場(chǎng)的檢測(cè)。對(duì)配電網(wǎng)線路周圍的磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)磁場(chǎng)的方向和大小的變化，就可以完成對(duì)配電網(wǎng)單向故障的選線和定位。由電磁場(chǎng)的基本理論我們可以知道，線路周圍存在的三維磁場(chǎng)會(huì)隨著線路電流的改變而發(fā)生變化，也就是說(shuō)電場(chǎng)的變化可以完全被磁場(chǎng)的變化反映出來(lái)。

首先對(duì)架空線路的磁場(chǎng)進(jìn)行分析，具體可分為如下幾個(gè)簡(jiǎn)單模型，單根直導(dǎo)線，無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線，忽略地磁場(chǎng)的影響，將磁場(chǎng)近似為準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)，把三維磁場(chǎng)簡(jiǎn)化為二維磁場(chǎng)。再對(duì)輸電線路的工頻磁場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，就完成的配電線路的磁場(chǎng)檢測(cè)工作。

（3）磁場(chǎng)檢測(cè)法的優(yōu)勢(shì)。第一，磁場(chǎng)檢測(cè)法具有可靠性，能夠準(zhǔn)確的選出發(fā)生故障的線路并且定位到發(fā)生故障的線路點(diǎn)，還能分辨并且排除掉偽故障點(diǎn)，磁場(chǎng)檢測(cè)用于分析的有效數(shù)據(jù)比較多，通過(guò)對(duì)幅度值和相位的兩方面判據(jù)很大程度提高了磁場(chǎng)檢測(cè)法的準(zhǔn)確性。第二，磁場(chǎng)檢測(cè)法具有靈敏性，當(dāng)配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障或者是有不正常的運(yùn)行，磁場(chǎng)檢測(cè)法能首先對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)，再判斷是否發(fā)生故障和故障發(fā)生的線路點(diǎn)。第三，磁場(chǎng)檢測(cè)法具有很強(qiáng)的精確度，將線路故障點(diǎn)定位再盡可能小的范圍，極大地減少了工作人員排查故障的時(shí)間，為維修爭(zhēng)取到了珍貴的時(shí)間，對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行都有著重大的意義。第四，磁場(chǎng)檢測(cè)法具有經(jīng)濟(jì)性，傳統(tǒng)的線路故障定位方法需要線路通道和時(shí)間的同步實(shí)施，該方法的投資量比較大，經(jīng)濟(jì)適用性比較低，而磁場(chǎng)檢測(cè)法只需要測(cè)量配電線路的兩端電流和電壓，由于是非直接接觸的測(cè)量方法，對(duì)設(shè)備的硬件要求也不是很高。第五，磁場(chǎng)檢測(cè)法具有適用性，磁場(chǎng)檢測(cè)法的故障定位不會(huì)受到線路長(zhǎng)度、阻抗過(guò)度和電流、電壓互感的影響，所以同時(shí)適用于較長(zhǎng)線路和較短線路的故障選線和故障定位。

4 配電網(wǎng)單向接地故障選線以及定位研究

（1）故障選線與故障定位。即使是在當(dāng)下科技高速發(fā)展的時(shí)代，配電系統(tǒng)線路故障的選線和定位一直是困擾電力系統(tǒng)技術(shù)工作人員的一個(gè)首要難題。

（2）實(shí)例分析——LRXC-II配電線路智能故障定位系統(tǒng)?；诖艌?chǎng)檢測(cè)的配電網(wǎng)單相接地故障選線及定位研究，市場(chǎng)上已經(jīng)有了不少這方面的產(chǎn)品。下面我們將對(duì)其中一個(gè)較為典型的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)例分析。

1）LRXC-II配電線路智能故障定位系統(tǒng)的產(chǎn)品定位。LRXC-II配電線路智能故障定位系統(tǒng)是一種實(shí)用型的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)配電線路故障的辨識(shí)和準(zhǔn)確定位。LRXC-II配電線路智能故障定位系統(tǒng)既可以作為配電網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，也可以作為復(fù)雜配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，一個(gè)有機(jī)組成部分。LRXC-II配電線路智能故障定位系統(tǒng)也是配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的起點(diǎn)。

2）LRXC-II配電線路智能故障定位系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵。LRXC-II配電線路智能故障定位系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有如下三點(diǎn)。第一，迅速準(zhǔn)確定位故障線點(diǎn)；第二，可以在野外條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作；第三，安裝方便。

LRXC-II配電線路智能故障定位系統(tǒng)采用了專門(mén)的接地故障指示器，通過(guò)對(duì)A、B、C三相線路合成電場(chǎng)的測(cè)量實(shí)現(xiàn)了對(duì)架空線路零序電壓信號(hào)的直接檢測(cè)，為接地故障的準(zhǔn)確定位奠定了基礎(chǔ)。檢測(cè)完成后，接地故障指示器會(huì)將檢測(cè)結(jié)果和故障的特征量上傳至接地故障定位管理主站。

5 結(jié)束語(yǔ)

配電網(wǎng)線路在城市和國(guó)家的建設(shè)中起到越來(lái)越重要的作用，對(duì)其故障的檢測(cè)和排除也是尤為重要的?；诖艌?chǎng)檢測(cè)的配電網(wǎng)單相接地故障選線及定位是當(dāng)代配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中極為重視的技術(shù)發(fā)展方向，磁場(chǎng)檢測(cè)配電網(wǎng)單相接地故障選線及定位擁有著比傳統(tǒng)線路檢測(cè)方式更加方便快捷準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，值得我們將這個(gè)技術(shù)發(fā)展完善并全面投入使用。

[1]王亞彩.基于磁場(chǎng)檢測(cè)的配電網(wǎng)單相接地故障選線及定位研究[D].河南理工大學(xué),2016.

[2]吳樂(lè)鵬.配電網(wǎng)單相接地故障選線與定位方法的研究[D].湖南大學(xué),2012.