一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，包括以下步驟：步驟1、在配電網(wǎng)的各個節(jié)點(diǎn)和分支線上安裝配電網(wǎng)故障指示器，所有配電網(wǎng)故障指示器設(shè)定的電流正方向均相同，該配電網(wǎng)故障指示器實(shí)時的將該節(jié)點(diǎn)的電流信息傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)；步驟2、監(jiān)控系統(tǒng)對所有節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電流的方向進(jìn)行判斷，找出暫態(tài)電流方向交替的線路段，該線路段即為故障電路段。本發(fā)明方法簡單，能快速判斷故障位置。
【專利說明】一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)故障定位方法，特別是一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國6kV_35kV的中壓配電網(wǎng)大多采用中性點(diǎn)不接地方式或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，稱為中性點(diǎn)非有效接地方式，或小電流接地系統(tǒng)。配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，故障定位問題長期以來沒有得到很好解決，影響了供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。常用的單相接地故障檢測方法如下:
I)高次諧波零序分量在線測量法
主要用在變電站進(jìn)行故障選線，在線檢測5次或n次諧波電流的零序分量的方向，比較各線路諧波電流零序分量的大小。故障點(diǎn)和線路設(shè)備等非線性因素會產(chǎn)生諧波電流，其中5次諧波和n次諧波分量為主。由于消弧線圈對5次諧波的補(bǔ)償作用僅相當(dāng)于工頻時的1/25，對n次諧波的補(bǔ)償作用僅相當(dāng)于工頻時的1/120，因此一般條件下故障線路的零序電流中5次和11次諧波電流比非故障線路的大且方向相反，據(jù)此可以確定故障線路。但零序電流中諧波含量較小，且波動較大，不能保證保護(hù)的可靠性。一般可在變電站在線檢測零序電流高次諧波分量的幅值和方向用于故障選線。
[0003]2)高次諧波零序分量離線測量法
利用此原理，也可做成離線型接地故障探測儀、手持式探測儀，可以離線檢測零序電流的5次和11次諧波磁場大小和零序諧波電場。使用時，站在架空線路下方分別檢測5次諧波和H次諧波電流磁場，同時利用檢測架空導(dǎo)線的電場電位梯度以檢測零序高次諧波電壓分量，從而進(jìn)行功率方向檢測，比較不同出線和不同分支線路的零序電流高次諧波分量的幅值和方向，從而判斷故障出線和故障分支。這種接地探測儀在農(nóng)村和郊區(qū)架空線路有較好的效果，但不適合城網(wǎng)同桿架設(shè)多條線路和有其他通信電力線路并桿架設(shè)的情況，且需要人工沿線探查。
[0004]3)有功分量法
在變電站出口檢測各線路的零序電流中的有功分量，進(jìn)行故障選線，有時需要在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，在線圈下方串聯(lián)一個電阻或在線圈兩端并聯(lián)一個電阻，以產(chǎn)生有功分量。這種方法一般用在在變電站選線，在線路上使用時，因?yàn)橐獧z測零序分量中的有功分量，只能用特殊的測量裝置或FTU，故費(fèi)用較高，不適合大量安裝，難以定位到故障分支和故障點(diǎn)。
[0005]4)功率方向
輸入零序電流、零序電壓，進(jìn)行傅立葉分析計(jì)算，零序有功最大者為故障出線，一般用在變電站選線，不能用于故障定位。
[0006]5)暫態(tài)信號測量和計(jì)算法
利用接地瞬間分布電容的充放電過程產(chǎn)生的暫態(tài)過程，測量暫態(tài)零序電流、零序電壓，判斷故障方向和估算故障距離，有首半波法、微分方程法、傅立葉變換法、最小二乘擬合法等。這些方法計(jì)算故障距離仍有不小誤差，且在多分支情況下難以定位故障分支和故障點(diǎn)。
[0007]6)注入電流法
在發(fā)生單相接地故障后，在變電站的故障相注入一特殊頻率的信號(高于工頻，如80Hz)，然后用離線裝置檢測，判斷故障分支和故障點(diǎn)。但非故障線路很長且故障線路較短時，判斷比較困難。
[0008]7)零序?qū)Ъ{法
根據(jù)電網(wǎng)正常運(yùn)行時的零序回路，利用消弧線圈適當(dāng)?shù)氖еC狀況和位移電壓的相應(yīng)改變，可計(jì)算出每條出線的對地導(dǎo)納和導(dǎo)納系數(shù)，將其作為相應(yīng)出線的參考值存儲起來，故障時相當(dāng)于電網(wǎng)附加了一個不對稱電源，會引起出線導(dǎo)納系數(shù)的改變。比較每條線路故障前后導(dǎo)納系數(shù)的變化，可以確定故障線路。該方法靈敏度較高，已在歐洲國家使用。但需要消弧線圈配合使用，不接地系統(tǒng)或消弧線圈不能自動調(diào)節(jié)的系統(tǒng)不適合使用。此方法不適合在線路上定位故障點(diǎn)，只能根據(jù)出線的零序?qū)Ъ{變化，判斷故障出線。
[0009]8)殘流增量法
在單項(xiàng)永久接地故障情況下，如果改變消弧線圈的失諧度(或阻尼電阻的阻值)，則只有故障線路中的零序電流(故障點(diǎn)的殘余電流)會隨之改變。因此，通過對比各條出線在失諧度改變前后零序電流的變化，變化最大的即為故障線路。該方法的靈敏度、可靠性較高，適合在變電站進(jìn)行接地故障選線，缺點(diǎn)是對不接地和消弧線圈不能自動調(diào)節(jié)的系統(tǒng)不適用，且不能定位故障點(diǎn)。
[0010]9 )中性點(diǎn)小電阻接地
在發(fā)生單相接地故障后，在中性點(diǎn)短時接入一個小電阻，以產(chǎn)生較大的零序分量，在變電站出線配置零序保護(hù)，保證故障出線跳閘，但對于利用消弧線圈就可以熄弧的瞬時性故障，反而產(chǎn)生了不必要的停電，增大了停電時間。
[0011]10)動態(tài)阻性負(fù)載投入法
動態(tài)阻性負(fù)載投入法主要原理是，在變電站安裝一個自動可控阻性負(fù)載裝置(即信號源)，在發(fā)生單相接地故障時，在變電站中性點(diǎn)(或接地變的中性點(diǎn)，無中性點(diǎn)時可接在母線上)的動態(tài)阻性負(fù)載裝置自動短時投入，在變電站和現(xiàn)場接地點(diǎn)之間產(chǎn)生特殊的小的信號電流(最大不大于40A),這個信號電流將調(diào)制到故障相上的負(fù)載電流上，安裝在變電站出線和線路分支點(diǎn)處安裝的接地故障指示器，檢測這個電流信號，可自動動作指示，達(dá)到指示故障的目的。這種方法效果較好，但需要加裝中值電阻及投且裝置。
[0012]上述方法中，有的是只適合在變電站使用，有的是在線路上使用時，準(zhǔn)確度較差，或費(fèi)用太高，有的只適合在特殊系統(tǒng)中使用，不適合在配電系統(tǒng)中推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法。
[0014]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，包括以下步驟:
步驟1、在配電網(wǎng)的各個節(jié)點(diǎn)和分支線上安裝配電網(wǎng)故障指示器，所有配電網(wǎng)故障指示器設(shè)定的電流正方向均相同，該配電網(wǎng)故障指示器實(shí)時的將該節(jié)點(diǎn)的電流信息傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)；
步驟2、監(jiān)控系統(tǒng)對所有節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電流的方向進(jìn)行判斷，找出暫態(tài)電流方向交替的線路段，該線路段即為故障電路段。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:本發(fā)明的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法簡單，能快速判斷故障位置。
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的配網(wǎng)線路示例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]結(jié)合說明書附圖，本發(fā)明的一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，包括以下步驟: 步驟1、在配電網(wǎng)的各個節(jié)點(diǎn)和分支線上安裝配電網(wǎng)故障指示器，所有配電網(wǎng)故障指示
器設(shè)定的電流正方向均相同，該配電網(wǎng)故障指示器實(shí)時的將該節(jié)點(diǎn)的電流信息傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)；
步驟2、監(jiān)控系統(tǒng)對所有節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電流的方向進(jìn)行判斷，找出暫態(tài)電流方向交替的線路段，該線路段即為故障電路段。
[0019]下面進(jìn)行具體描述:
結(jié)合圖1，假設(shè)在分支線路3的C相發(fā)生單相接地故障，接地電流的暫態(tài)過程基本上是整個線路C相全部電容通過接地點(diǎn)放電的過程，分支線路3接地處前后的故障指示器測到的脈沖放電電流方向相反。因此，檢測線路各節(jié)點(diǎn)的放電電流方向，在出線方向脈沖電流方向變化的部位就是故障點(diǎn)的位置。
[0020]由上可知，本發(fā)明的配電網(wǎng)單相接地故障定位方法簡單，能快速判斷故障位置。
【權(quán)利要求】
1.一種配電網(wǎng)單相接地故障定位方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、在配電網(wǎng)的各個節(jié)點(diǎn)和分支線上安裝配電網(wǎng)故障指示器，所有配電網(wǎng)故障指示器設(shè)定的電流正方向均相同，該配電網(wǎng)故障指示器實(shí)時的將該節(jié)點(diǎn)的電流信息傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)； 步驟2、監(jiān)控系統(tǒng)對所有節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電流的方向進(jìn)行判斷，找出暫態(tài)電流方向交替的線路段，該線路段即為故障電路段。
【文檔編號】G01R31/08GK103454561SQ201310412783
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】衡思坤, 韋海榮, 朱立位, 李德眾, 楊浩 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司連云港供電公司