分析配電網(wǎng)單相接地故障選線與定位

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，對于電力能源需求的規(guī)模不斷擴(kuò)大。這給電力企業(yè)創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)效益，但同時(shí)又對供電的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求。配電網(wǎng)單相接地故障是配電網(wǎng)故障中發(fā)生幾率最高、影響較大的故障之一。分析配電網(wǎng)單相接地故障，確定其故障定位，對于及時(shí)排除故障、恢復(fù)供電穩(wěn)定、增強(qiáng)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要的作用。

關(guān)鍵詞：單相接地；選線；定位

中圖分類號：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

一、配電網(wǎng)單相接地故障概述

在電網(wǎng)運(yùn)作的時(shí)候，單相接地故障時(shí)有發(fā)生。接地故障發(fā)生會引起整個電網(wǎng)的短路，但有的時(shí)候因?yàn)殡娋W(wǎng)線電壓能保持對稱性，短時(shí)間內(nèi)不會出現(xiàn)跳閘等現(xiàn)象，故障不容易被人察覺。經(jīng)過一兩個小時(shí)之后，隨著電壓的升高系統(tǒng)的損害，一系列連鎖反應(yīng)接踵而來，就會造成停電等后果，從而導(dǎo)致公眾用電不便。所以，配電網(wǎng)的選線與選定位，關(guān)系著整體的電網(wǎng)運(yùn)作。電網(wǎng)在運(yùn)作時(shí)，有些故障信號非常不穩(wěn)定，這讓檢修人員難以找到故障原因、進(jìn)行故障隔離。

在電網(wǎng)的運(yùn)作中，為了避免出現(xiàn)破壞，通常采取信息源穩(wěn)固的電線來分析檢測。但是一般信號源穩(wěn)固的線路獲悉其具體信息的能力較低、辨析度低，而且此類信號線路獲悉難度較大，與信號線路易受到其他外界因素的阻礙有著密切關(guān)系。

受到天氣、電壓等不定因素的影響，在選線的時(shí)候，往往難以得出準(zhǔn)精的配電選位。例如，故障電流不會因?yàn)閱蜗嘟拥毓收狭⒓刺l，但容易因?yàn)橄嚅g短路的擴(kuò)大而造成更大面積的停電，對于電網(wǎng)安全運(yùn)行也有損害。所以配電網(wǎng)單相接地故障的選線和定位，對于在電力上為民眾提供更多便利來說很重要。

近年來隨著國內(nèi)外學(xué)者不懈的研究，在配電網(wǎng)故障選線與定位技術(shù)上取得了很多豐碩的成果，故障選線與定位的方法種類越來越多，而根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)故障選線與定位裝置也是在穩(wěn)步增加中。雖然有許多解決問題的方法，但是由于具體客觀條件的限制，配電網(wǎng)單相接地故障選線與定位依然存在著很多值得探討的問題。本文將對一些選線進(jìn)行淺度分析，對零模復(fù)合導(dǎo)納法進(jìn)行一些歸納，從而總結(jié)一些值得借鑒的理論。

二、配電網(wǎng)單相接地選線分析

（一）歸零式選線分析。當(dāng)電壓比較穩(wěn)定、配電網(wǎng)電流正常運(yùn)作時(shí)，暫時(shí)處于無電流的線路與從零開始計(jì)算的電流值之間會產(chǎn)生一個處于中間的相對電流位置。產(chǎn)生單相接地故障是因?yàn)?，原本屬于同一條線路的兩支電流——前面正常的電流與后面的電流，有著互斥的反向關(guān)系。換言之就是，出現(xiàn)故障的兩段電流，這兩部分之間的關(guān)系是互斥的，但它們始終是一股電流具有同一性。所以根據(jù)它們的同一性特點(diǎn)，可以在同一條電流的基點(diǎn)上，找到該電流出現(xiàn)故障的原因。

（二）互補(bǔ)式選線分析。一般情況下，在出現(xiàn)故障的那一刻，電路之中的電壓會達(dá)到最大值。這是因?yàn)檎椿コ馇以谕粭l電線上的兩段電流，在出現(xiàn)故障時(shí)會使電壓數(shù)值增至最大，而這個數(shù)值會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)電流未運(yùn)作時(shí)零狀態(tài)的數(shù)值。同樣，根據(jù)前文所提到的，因?yàn)榍昂髢啥坞娏鲗儆谕恢щ娏鲄s有著互斥關(guān)系，所以當(dāng)我們對這一特殊關(guān)系加以利用后，在電網(wǎng)中給出一股使之繼續(xù)運(yùn)作的動力，那么便可以在兩個電極之間使電流起到互補(bǔ)的效果。

（三）信號小波選線分析。此方案是根據(jù)電流流動時(shí)發(fā)出電頻信號的性質(zhì)所決定的。眾所周知，信號的產(chǎn)生來源于在一定的時(shí)間內(nèi)發(fā)出的一定震動頻率。當(dāng)該信息處于穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)候，它的效能就會發(fā)生改變。信號穩(wěn)固的線路獲悉其具體信息的能力較低、辨析度低，而且此類信號線路獲悉難度較大，很容易受到其他外界因素的影響。即使是發(fā)生了故障的線路，它在一定時(shí)間和范圍內(nèi)還是能夠維持正常運(yùn)作的。因此借助著上述穩(wěn)定的信號，便可以順利測試出這起故障發(fā)生的原因。

三、零模復(fù)合導(dǎo)納法性能概述

（一）具有穩(wěn)定性。故障初相角、電弧以及接地電阻都影響著暫態(tài)過程，當(dāng)條件一定時(shí)，如果故障發(fā)生在使用電壓高峰期，則故障暫態(tài)就越明顯，暫態(tài)零模電流福值越大，出現(xiàn)這種情況一般都是接地電阻很小的時(shí)候；反之，如果故障發(fā)生在相電壓過零時(shí)，其負(fù)值則會變小，出現(xiàn)這種情況則是接地電阻很大的時(shí)候。由于暫態(tài)信號保證了穩(wěn)定性，使得單相接地故障中不穩(wěn)定的電弧得以穩(wěn)定，從而可以高效的檢測到故障，進(jìn)行及時(shí)的維修。

（二）不受其他因素影響。根據(jù)零模復(fù)合導(dǎo)納法，可以通過暫態(tài)零模復(fù)合導(dǎo)納相角計(jì)算故障的方向，從而使得原本會影響復(fù)合導(dǎo)納相角的等效電容不再對其產(chǎn)生影響，進(jìn)而不會影響到計(jì)算故障方向。因?yàn)殡S頻率變化的等效電容是個變量，在計(jì)算時(shí)造成的一些困擾會直接影響故障方向的計(jì)算。在單一頻率的零模導(dǎo)納計(jì)算后，再加入多個疊加信號頻率，可以達(dá)到消除對信號混疊計(jì)算數(shù)據(jù)影響的作用。

（三）拒擾能力大。通過加強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)中電流的抗擾能力，最終可以保證整體電網(wǎng)具有相對的穩(wěn)固性。加強(qiáng)的過程可以借助電流在整個運(yùn)作過程中產(chǎn)生的工作效率值的對比，給電流一個反作用力，便會保障整個電流值在運(yùn)作時(shí)的穩(wěn)固。

四、結(jié)束語

根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、參考國外先進(jìn)技術(shù)，可以提升自身的技術(shù)。采用歸零式選線、互補(bǔ)式選線、信號小波選線等方式進(jìn)行選線。利用零模復(fù)合導(dǎo)納法，排除等效電容變化對復(fù)合導(dǎo)納相角的影響，結(jié)合信號數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計(jì)算故障發(fā)生的方向，從而高效地對配電網(wǎng)相接地故障進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)和保護(hù)；根據(jù)零模復(fù)合導(dǎo)納法，通過無功功率對大量不同頻率零模導(dǎo)納進(jìn)行計(jì)算，排除多個信號頻率疊加后，對計(jì)算數(shù)據(jù)的影響，提高零模導(dǎo)納的抗干擾能力；通過零模復(fù)合導(dǎo)納法，得出相對準(zhǔn)確的故障方向，從而實(shí)現(xiàn)故障選線和定位，因?yàn)槠鋸?qiáng)大的抗干擾能力，可以順利的檢測配電網(wǎng)單相接地故障，不再需要額外的信息。

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