配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)在烏蘭察布電網(wǎng)的研究

馮再岐 孟志宏

摘要：本文介紹了配電網(wǎng)故障定位常用方法，且其各自存在局限性，針對(duì)配電網(wǎng)饋線故障的特點(diǎn)，并在分析現(xiàn)有的故障定位算法的基礎(chǔ)上，采用了簡(jiǎn)單的改進(jìn)矩陣算法，實(shí)現(xiàn)了故障區(qū)段的快速定位、非故障區(qū)段不間斷供電的目的。為了能夠更好的求得計(jì)算值的影響程度，本課題通過就地測(cè)量，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算和分析，得出計(jì)算值的影響程度，以及對(duì)單相接地故障所造成的影響程度，驗(yàn)證了故障定位在烏蘭察布電網(wǎng)電網(wǎng)的有效性。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；故障定位；烏蘭察布電網(wǎng)

過去很長(zhǎng)一段時(shí)間，國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)故障定位檢測(cè)使用的為小電流接地系統(tǒng)，但是其能力已無法滿足當(dāng)今社會(huì)的需求，而且配網(wǎng)自動(dòng)化水平越來越高，供電質(zhì)量要求不在不斷的增加。但是在國(guó)內(nèi)，依然有很多供電單位使用人工排查故障的方法，其效率不僅僅十分低下，而且也很容易出現(xiàn)遺漏，無法正在的跟上時(shí)代進(jìn)步的步伐。因此，提出一種有效的、精準(zhǔn)的、快速的故障檢測(cè)定位技術(shù)成為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。

1配電網(wǎng)故障定位常用方法

目前國(guó)內(nèi)主要采用的配電網(wǎng)故障定位技術(shù)分為：一種與自動(dòng)化技術(shù)毫不相關(guān)的配電網(wǎng)故障定位法；另一種則是采用先進(jìn)的現(xiàn)有故障定位的技術(shù)。

不相關(guān)的故障定位法分為1）行波法；2）阻抗法；3）交流信號(hào)注入法。

配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行故障定位方法有三種模式：一是故障指示器原理模式，進(jìn)行饋線故障的定位與隔離、對(duì)正常區(qū)域重新恢復(fù)供電的模式；二是重合器和分段器的故障定位方式；三是為饋線終端設(shè)備原理實(shí)現(xiàn)模式。

但其每個(gè)方法都有它各自的局限性。因此采用一些新的算法和原理設(shè)計(jì)新的故障定位方法，以彌補(bǔ)以上方法的不足之處，是勢(shì)在必行的。

2特征矩陣的構(gòu)建

本課題首先在需要以線路末端、終端設(shè)備和出線上的斷路器為節(jié)點(diǎn)建立相關(guān)的故障信息特征矩陣，同時(shí)明確線路中主干和分支線路的參考方向?yàn)殡娫炊酥赶蜇?fù)荷端，并且采集的零序電流參考方向也與此相同。在對(duì)故障信息特征矩陣賦值的時(shí)候，應(yīng)滿足以下要求：

①假如i

②假如i

③假如i

SymbolcB@ j時(shí)，或者節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間不存在分支時(shí)，dij=0。

得出特征矩陣為如下：

（1）

3基于故障信息特征矩陣的定位算法

當(dāng)系統(tǒng)建立好含有故障信息的特征矩陣后，將采用以下步驟來實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的定位計(jì)算：

在建立完相關(guān)的故障信息特征矩陣后，通過下面的流程來對(duì)故障進(jìn)行定位：

a.首先劃分出故障區(qū)段，然后故障區(qū)域中包含哪些支路。從圖2.5中可以看出，區(qū)域I中包含13、23以及12，此三個(gè)支路有單相接地故障時(shí)體現(xiàn)的故障特性相同。

b.區(qū)域段的故障測(cè)度通過公式（2.7）求得：

MK=∑mij

mij=Pii+Pjj×Pij（2）

Pij—P矩陣中的元素；

mij—區(qū)域里所含一分支的故障測(cè)度；

MK—第K個(gè)區(qū)段故障測(cè)度。

c.建立具有非故障信息和故障信息的特征矩陣，即可技術(shù)每個(gè)故障區(qū)間的故障測(cè)度，設(shè)定測(cè)度值>0下的故障區(qū)域?yàn)楣收宵c(diǎn)。

本文假定的非故障相為1和0，而故障相為1，因此故障區(qū)間的故障測(cè)度高于0，非故障區(qū)間的故障測(cè)度應(yīng)低于0。同時(shí)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)和不接地系統(tǒng)其定位算法也相同。

4實(shí)際案例分析

考慮到零序電流的測(cè)量結(jié)果受到三相不平衡、CT勵(lì)磁不平衡以及測(cè)量精度的影響，同時(shí)10kV架空線路不能夠通過架設(shè)三相零序電流互感器，使得其測(cè)量結(jié)果必須根據(jù)CT測(cè)量值經(jīng)計(jì)算后求得，從而導(dǎo)致計(jì)算值不準(zhǔn)確。因此，為了能夠更好的求得計(jì)算值的影響程度，本課題通過就地測(cè)量，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算和分析，得出計(jì)算值的影響程度，以及對(duì)單相接地故障所造成的影響程度，試驗(yàn)證明該方法能夠快速實(shí)現(xiàn)了故障區(qū)段的快速定位、非故障區(qū)段不間斷供電的目的。

5結(jié)論

本文在原有的故障定位方法的基礎(chǔ)上，提出并改善故障定位方法，提出了改進(jìn)的矩陣算法應(yīng)用于故障定位方法中，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)終端裝置，使得該裝置不僅能應(yīng)用于短路故障的判別，同時(shí)還能在線路出現(xiàn)單相接地故障時(shí)準(zhǔn)確的定位。實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化對(duì)于提高供電質(zhì)量、保證電力的安全運(yùn)行對(duì)烏蘭察布電網(wǎng)有著重要的工程實(shí)際意義。

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