一二次配合的配電網故障處理

于吉

摘 要：國家電網公司提出了供電可靠性要達到99.98%的目標，提高配電自動化是實現這一目標的重要手段。針對小電流接地系統的短路故障，尤其是中性點經消弧線圈接地電網的故障選線方法，是許多專家學者研究的主要方向與課題。目前國內外配電自動化的模式主要有2種，即基于重合閘的配電自動化和基于FTU（饋線終端）的配電自動化，但存在計算時間長、容錯率性能差等缺點。近期相關專家提出了一二次配合的配電網故障處理。本文對此方法的內容、創新點、可行性進行簡要介紹與分析。

關鍵詞：配電網；故障選線；故障定位；一二次配合

1.現有故障選線方法

中性點非有效接地系統單相接地選線、定位保護配合困難故障現象復雜、有時故障特征不顯著。存在以下問題：穩態量法，信號小、不適合消弧線圈接地；暫態量法，存在時間短、采集要求高。

針對小電流接地系統的短路故障，目前國內外配電自動化的模式主要有2種，即基于重合閘的配電自動化和基于FTU的配電自動化。由于前者切除短路故障時間長、無監控等缺點， 基于FTU的配電網故障定位算法是配電自動化主站的核心，可分為兩類，一類是基于人工智能的故障定位算法，如遺傳算法、縱橫交叉算法、蝙蝠算法等，該類算法計算時間長，容易出現不收斂問題，實際應用較少；另一類是基于圖論知識，利用將配電網拓撲化進行故障定位，如矩陣算法、鏈式算法等，計算量小，直觀簡潔，因而應用較多。然而此方法計算速度快，但容錯性能較差。

2.一二次配合的配電網故障處理

2.1限流電抗器提高可靠性

分支斷路器前串入限流電抗器，CB和SW依靠電流整定值實現選擇性。主干線故障時短路電流較大引起CB跳閘，分支線故障不造成變電站出線斷路器跳閘。而實際中大約八成相間短路故障發生在分支和用戶線路上，大大降低CB跳閘率和故障影響，提高供電可靠性、選擇性。

2.2故障選線

一次側短時閉合開關接地時，觀測各項零序電流，故障所在出線零序電流變小，其他出線零序電流變大；若在上述合閘過程中沒有找出故障相，在一次側打開開關時還可以進行觀測：打開一次側開關，一次側與地斷開，故障所在出線零序電流變大，其他出線零序電流變小。有兩次機會進行觀測，確保可以選出故障線路。

2.3故障定位

一次側短時閉合開關接地時，觀測故障所在出線各處電壓，故障處零序電壓變大，其他出線零序電壓變小；若在上述合閘過程中沒有找出故障點，在一次側打開開關時還可以進行觀測：打開一次側開關，一次側與地斷開，故障處零序電壓變小，其他出線零序電壓變大。

3.創新點與可行性分析

（1）準確可靠，不必上報波形，只報故障在上游或下游即可（變大/變小）。

（2）采用低損抗飽和的小型、空心限流電抗器提升選擇性，而其附加電壓降和損耗，對于短線路并不是主要矛盾。

（3）選線、選段跳閘，靈敏度高。

（4）傳統繼電保護都是在二次側進行，此方法要求一次側能與之配合。從而在故障相接地時快速熄弧且不必斷電。

4.結論

目前提出的其他一二次配合方法或都存在都不利于熄弧的弊端，例如健全相經中電阻接地——人為形成故障點到變電站經中電阻相間短路等方法，熄弧難度大，更危險，不如故障相接地配合方式好。

一二次配合的故障處理實現了一二次融合“1+1>2”的效果，使解決難題的方法更簡單、更確切。廣泛適用于簡單配電網絡。

參考文獻：

[1]多判據融合的配電網諧振接地系統單相接地故障選線方法[J]. 黃妍妍，李天友，黃建業，蔡金錠. 供用電. 2016（11）

[2]縱橫交叉算法在配電網故障定位中的應用[J]. 殷豪，李德強，孟安波，魏明磊，洪俊杰. 電力系統保護與控制. 2016（21）

[3]基于中壓線路出口電流求解線路末端電壓的方法[J]. 李曉旭，陳艷，韓紹禹，王子剛，張英杰，張丙濤，楊秋竹. 陜西電力. 2016（08）

[4]配電網故障定位容錯算法[J]. 陳艷麗，周群，滕歡. 電力系統保護與控制. 2011（13）

[5]復雜配電網故障定位的鏈表法[J]. 翁藍天，劉開培，劉曉莉，仰彩霞，姚剛. 電工技術學報. 2009（05）

[6]采用EMD譜帶通濾波和近似熵識別的配電網單相接地故障區段定位新方法[J]. 李天友，黃超藝，薛永端，張功林. 供用電. 2016（04）

[7]基于圖論的矩陣算法在配電網故障定位中的應用[J]. 胡福年，孫守娟. 中國電力. 2016（03）

[8]基于多種群遺傳算法的含分布式電源的配電網故障區段定位算法[J]. 劉鵬程，李新利. 電力系統保護與控制. 2016（02）