配電網單向接地故障的測距

摘要：本論文主要就配電網單相接地故障測距問題進行研討。首先介紹了配電網的運行方式和運行原理，然后介紹了配電網單相接地故障產生的原因和危害，對目前存在的各種測距方法的準確性、可靠性進行了切實的研究和細致的分析，歸納整理了各種方法的優缺點，最后在Matlab/Simulink環境下利用SimPowerSystem模塊搭建了配電網中性點不接地系統單相接地故障的仿真模型。

關鍵詞：配電網；單相接地；測距；Simulink；仿真

中圖分類號：TM711文獻標識碼：A文章編號：1674-7712 (2014) 08-0000-01

電力服務部門都希望在最短的時間內，及時找出故障發生的原因，迅速排查線路中的故障點，把故障控制在最小范圍，盡量降低受影響用戶的數量。配電網單相接地故障測距，合理地減少和避免單相接地故障造成的影響，就具有很重要的現實意義。

目前，我國配電網具有的特點有：

（1）配電網中電纜線路復雜密集，呈現高度不均勻性，故障定位難度加大；

（2）不同于國外，具有獨特的中性點接地方式，國外電網技術難以應用；

（3）多采用單電源的開環運行方式；

（4）單相接地故障是配電網的主要故障，傳統的測距方法都針對此種故障；

（5）配電網位于用戶前端，線路一般較短，要求測距精度較高。

中性點是電力系統中的重要部分，它決定著整個電力系統的安全性能，還關系到整個系統電能質量。電源的中性點不接地運行方式，多采用在低中壓配電線路段，其主要有以下特點：

（1）接地故障電流較小，產生電弧時間段短，絕緣效果好；

（2）短時間內可帶故障運行，方便電工人員檢修；

（3）不會對周邊電網系統造成大的干擾；

（4）該接地方式線路結構簡單、經濟實用、供電連續性好。

故障分析方法很多，但在電力系統運行方式、運行參數等確定的條件下，配電線路中某點發生接地故障時，其兩端的電壓和電流均是故障距離的函數。基于此原理，故障分析法產生了，它就是利用線路某處發生故障時所獲得的故障處的電壓與電流，通過分析與計算得到故障距離，主要分為單端數據測距和雙端數據測距。

Simulink是Matlab中的一個重要組成控件，利用Simulink可以實現復雜的建模和仿真實現，是電路設計和仿真實現的重要軟件。利用Simulink這個強大環境，可以在不編寫程序的條件下，通過電路器件和電路參數設計來實現對電路模型的仿真，也可以構建出復雜電路系統。

圖1中性點不接地系統故障仿真模型

圖2各線路的零序電流圖

圖3故障線路的電壓和電流波形

運行仿真，仿真停止后，得到的各線路的零序電流見（圖2），可以看出線路在[0.04，0.1]時間范圍內出現零序電流，三相電流不再對稱，線路3（圖2下）的幅值較大，為線路1、2幅值之和，且極性相反，根據第2章原理，可判斷出線路3發生單相接地故障。根據發生接地故障的線路波形（圖3）可知，A相電壓與電流均在0.04s迅速升高，從而判斷出A相發生了接地故障。

參考文獻：

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