配電網單相接地故障定位技術的應用

林俊融

（廣東電網有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 516000）

我國大部分中低壓配電網工程建設，都是采用小電流接地方式。然而，小電流接地系統在運行過程中，一旦產生單相永久接地問題，將會使配電網系統發生故障。因此，合理應用單相接地故障定位技術，不僅能夠促進電網設備安全運行，提高供電企業經濟效益，同時還能減輕工作人員勞動強度[1]。

1 配電網單相接地故障造成的危害

降低配電網供電安全性。配電網如果發生單相接地故障，人員須排查故障點，并開展修復工作。在此過程中，配電網無法為用戶提供供電服務。

減少配電網供電量。一旦配電網產生單相接地故障，須第一時間停運故障路線，同時深入排查故障引發原因并進行修復。由于這一過程操作復雜，消耗時間較長，導致故障范圍內的配電網系統無法正常供電，從而降低供電量，不僅影響用戶正常用電，還會給供電企業造成一定經濟損失。

2 配電網單相接地故障定位技術的應用

2.1 阻抗法

阻抗法是配電網單相接地故障定位的常見方法之一，其原理如下：將配電網線路看做均勻傳輸線路，那么接地故障回路阻抗和電抗會和故障點到測量點的距離形成正比。通過計算配電網在產生單相接地故障時的測量點電阻或電抗，并將得出的結果除以配電線路的阻抗或電抗，結果是測量點與故障點之間的距離。在應用阻抗法處理配電網單相接地故障時，一些學者和專家深入研究了最小二乘法故測量阻抗參數方法，研究表明，這種方法能有效解決阻抗參數距離保護不精確這一問題。而采用故障分量分流阻抗法，能夠有效提高單相接地故障測距準確性。但是這種方法在實際應用中也存在一定缺陷，即容易受到配電網路徑抗組、電源參數等方面的影響，導致故障定位時產生偽故障點。

2.2 行波法

行波法是建立在行波理論基礎上發展而來的。在配電網運行過程中，一旦線路受各種因素影響發生擾動，那么產生的電氣量會通過行波傳入配電網系統其他部分。因此，在配電網產生單相接地故障問題時，可以通過行波信號測量故障距離。其原理主要是通過計算故障產生行波在母線和故障點之間來回時間，最后得出故障距離。可以將行波法分為三種，具體如下：第一，準確測量行波從測量點到故障點的往返時間，從而確定故障點位置。第二，通過故障行波傳播到線路兩端時間和通信方式，對故障點進行確定。第三，在以上兩種方法不適用的情況下，結合裝置發射的脈沖信號在裝置和故障點之間的往返時間，確定故障位置。由于我國大部分中低壓配電網工程建設，都是采用小電流接地方式。所以故障點行波相對較弱，需要通過注入行波方式解決這一問題[4]。然而，由于配電網結構較為復雜，所以檢測難度較大。

2.3 “S”信號注入法

這種方法的應用原理是，采用母線TV 將信號電流注到入故障相中，保證信號頻率在n次諧波和n+1次諧波范圍內。在此基礎上，采用電流信號探測器對配電網線路進行排查，從而找到故障點。這種方式相對于以上兩種方式而言，操作簡便、技術先進，并且在應用過程中使用的設備較少，能夠在一定程度上減少成本支出，并且不會受到消弧線圈的干擾。若配電網中沒有安裝零序互感器也能夠采用這種方式對接地故障進行定位[5]。然而，這種方法在實際應用過程中也存在一定局限性，即在諧波作用下，配電線路上電容的容抗會不斷縮小，導致注入的信號電流產生分流現象，影響定位準確性。

2.4 交直流注入法

采用這種方式對接地故障進行定位時，注入的信號容易受到配電網線路分布形式以及過渡電阻的影響。并且注入信號頻率與故障定位準確性成反比，這種方法對電阻長度積作出了定義，并將其作為交流、直流方法選擇的主要依據。電阻長度積是配電網過渡電阻和線路的長度乘積。如果電阻長度積較小，可以注入60 Hz 交流信號，如果較大，要結合實際情況進行分析，確定注入的交流信號[6]。