基于相電流有效能量循跡法的配電網單相故障定位

童 寧, 張雪松, 趙 波, 林湘寧, 李正天, 徐 琛

(1. 強電磁工程與新技術國家重點實驗室(華中科技大學), 湖北省武漢市 430074;2. 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院, 浙江省杭州市 310014)

0 引言

中國6～66 kV配電網屬于小電流接地系統(tǒng)。長期以來,其單相接地故障的排查依賴于故障選線及人工巡線,目前相關技術已較為成熟[1-3]。隨著智能配電網建設的不斷推進,為減少巡線工作量,提高配電網自動化水平,對故障排查精度的要求也同步提高,即實現區(qū)段定位甚至故障測距[4-5]。目前工程上較為常用的方法包括首半波法、S注入法[6]和中電阻投切法[7],其中前者受過渡電阻及故障初相角影響較大,準確性較低[8];后兩者分別依賴注入信號或中性點并聯(lián)中值電阻投切過程產生的突變量信號,解決了定位方法從無到有的問題,但有如投資巨大、易使智能設備受間諧波影響、破壞電網原有中性點接地性質等一系列的缺陷。

為解決上述問題,諸多專家及學者進行了豐富的研究。其中,基于遺傳算法[9]、專家系統(tǒng)[10]及蟻群算法[11]等智能算法的定位原理容錯性較高,但嚴重依賴于專家經驗知識及配電網的拓撲結構[12];基于測距技術的定位原理理論精度較高,但考慮到行波色散現象及復雜折反射過程,其在多分支網絡中的應用效果存疑[13-15];基于線路暫態(tài)重心頻率[16]、同步量測[17]及相電壓/電流突變特征[5]的區(qū)段定位原理不受上述約束條件限制且能在線進行,但由于零序互感器結構復雜、價格昂貴,且下級分支線路一般不裝設電壓互感器與同步系統(tǒng),導致其現階段工程推廣難度較大。……