本發(fā)明涉及配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，尤其涉及一種中壓配電網(wǎng)單相接地故障定位裝置及其故障定位方法。

背景技術：

單相接地故障在配網(wǎng)發(fā)生幾率最高，當發(fā)生單相接地故障時快速確定故障線路對提高可靠性具有重要意義。多年以來，我國中壓配電系統(tǒng)大部分采用小電流接地(中性點不接地、經(jīng)高阻接地和經(jīng)消弧線圈接地)運行方式，發(fā)生單相接地故障后，中壓配網(wǎng)母線零序電壓越線報警，但系統(tǒng)仍可繼續(xù)運行0.5-2小時。近年來隨著中壓配電網(wǎng)改造的逐步推進，中壓配網(wǎng)網(wǎng)架結構日趨健壯，為了減少單相接地后非故障相對地電壓升高對配電設備造成嚴重危害和事故擴大，目前許多地方供電公司已禁止小電流接地系統(tǒng)單相接地故障后，中壓配電網(wǎng)繼續(xù)運行0.5-2小時，通常采用拉路法等進行故障選線，將故障線路從系統(tǒng)退出運行，然后進行故障檢修。

隨著配網(wǎng)自動化技術的快速發(fā)展，用戶對供電可靠性也提出了更高的要求，大部分中壓配電線路都進行了分段設計和環(huán)網(wǎng)供電設計(環(huán)網(wǎng)設計輻射狀運行)。因此，當配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，在幾公里長(主饋線和分支線長度之和)的線路上找到故障點是一件非常費時費力的事。因此快速確定故障區(qū)段，對提高配網(wǎng)可靠性具有重要意義。

根據(jù)電網(wǎng)公司《中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術導則》：10kV架空線路主干線應根據(jù)線路長度和負荷分布情況進行分段，當線路主干段內公用配變超過5臺(10kV用戶數(shù)超過5戶，變壓器總容量大于2000kVA)或線路長度超過2km時裝設一處分段點，長架空線路主干線可設置1至3級采用柱上斷路器并具備保護的分段點，其余分段點采用負荷開關。柱上變壓器應靠近負荷點或負荷中心，三相變壓器容量選用100、200、400kVA。根據(jù)電網(wǎng)公司《中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術導則》設計的某中壓配電網(wǎng)接線圖如圖1所示。

圖1中每個配網(wǎng)的區(qū)段可以只包含若干配變，或者只包含若干分支饋線，或者包含若干配變或若干分支饋線，配變臺數(shù)和分支饋條數(shù)及容量要滿足《中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術導則》。

目前中壓配電網(wǎng)單項接地故障區(qū)段查找通常采用與調度配合的逐級試送的方法，有零序電壓報警時該區(qū)段為故障區(qū)段。該方法需要首先斷開中壓配電網(wǎng)上的所有分段開關，然后從電源開始，向各支路末端逐步試合。不僅開關設備操作次數(shù)多，而且部分用戶(單相接地區(qū)段上的用戶)經(jīng)歷一個短暫的停電、送電、停電的過程，對用戶和電氣設備沖擊大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種中壓配電網(wǎng)單相接地故障定位裝置及其故障定位方法，其克服了背景技術中所述的現(xiàn)有技術的不足。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之一是：

中壓配電網(wǎng)單相接地故障定位裝置，該中壓配電網(wǎng)自線路首端到尾端通過分段開關對線路主饋線進行逐級分段控制形成各區(qū)段饋線和通過分支開關對相應區(qū)段主饋線對應的分支饋線進行分支控制，該定位裝置包括可調直流電壓源、高壓電流測量儀、接網(wǎng)線和接地線，該可調直流電壓源的正極輸出端電連接接網(wǎng)線的一端，負極輸出端電連接接地線的一端，該接網(wǎng)線的另一端用于電連接中壓配電網(wǎng)的第一區(qū)段主饋線最首端上，該接地線的另一端用于接地，該高壓電流測量儀用于測量該接地線上的回路電流。

一實施例之中：所述高壓電流測量儀帶有鉗型電流測量頭。

一實施例之中：所述接地線通過接地鋼釬接地。

一實施例之中：所述接網(wǎng)線的另一端帶有用于連接中壓配電網(wǎng)第一區(qū)段主饋線最首端的線夾。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案之二是：

基于技術方案之一所述的中壓配電網(wǎng)單相接地故障定位裝置的故障定位方法，包括：

步驟1，將接網(wǎng)線的另一端電連接中壓配電網(wǎng)的第一區(qū)段主饋線最首端上，將接地線的另一端接地；

步驟2，將高壓電流測量儀的測量頭連接于接地線上的回路；

步驟3，打開可調直流電壓源，首先調節(jié)輸出電壓值，然后自中壓配電網(wǎng)線路尾端向首端方向依次逐級斷開分支開關和分段開關直至高壓電流測量儀中的電流示值為零，則可判斷該接地故障發(fā)生在該最后斷開的分支開關所對應的分支饋線上或者該接地故障發(fā)生在該最后兩次斷開的相鄰兩分段開關之間對應的區(qū)段饋線上。

本技術方案與背景技術相比，它具有如下優(yōu)點：

故障定位時開關操作次數(shù)少，定位快速，無需經(jīng)歷一個短暫的停電、送電、停電的過程，對用戶和電氣設備沖擊小。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1為背景技術中所述的某中壓配電網(wǎng)接線圖。

圖2為本實施例所述的定位裝置在配電網(wǎng)上的裝接圖。

圖3為一較佳實施例所述的單相接地故障線路示意圖。

圖4為圖3單相接地故障線路的故障定位檢測回路。

圖5為另一較佳實施例所述的單相接地故障線路示意圖。

圖6為圖5單相接地故障線路的故障定位檢測回路。

圖7為本實施例所述的高壓電流測量儀的電路結構框圖。

具體實施方式

中壓配電網(wǎng)單相接地故障定位裝置，該中壓配電網(wǎng)自線路首端到尾端通過分段開關對線路主饋線進行逐級分段控制形成各區(qū)段饋線和通過分支開關對相應區(qū)段主饋線對應的分支饋線進行分支控制。

請查閱圖2，該定位裝置包括可調直流電壓源1、高壓電流測量儀2、接網(wǎng)線3和接地線4，該可調直流電壓源1的正極輸出端電連接接網(wǎng)3線的一端，負極輸出端電連接接地線4的一端，該接網(wǎng)線3的另一端用于電連接中壓配電網(wǎng)的第一區(qū)段主饋線最首端上，該接地線4的另一端用于接地，該高壓電流測量儀2用于測量該接地線上的回路電流。

本實施例中，所述高壓電流測量2儀帶有鉗型電流測量頭21，使用時，直接將鉗型電流測量頭21卡入接地線回路即可。如圖7所示，該高壓電流測量儀2還包括單片機22、充放電模塊23、鋰電池組24、充電接口25、A/D轉換器26、顯示屏27及蜂鳴器28，該鉗型電流測量頭21連接A/D轉換器26，該A/D轉換器26連接單片機22的輸入端口，該顯示屏27及蜂鳴器28連接單片機22的輸出端口，該鋰電池組24連接充放電模塊23并經(jīng)充放電模塊23給單片機22供電，該充電接口25用于連接外接電源給鋰電池組24充電。

本實施例中，所述接地線4通過接地鋼釬接地，插接方便。

本實施例中，所述接網(wǎng)線3的另一端帶有用于連接中壓配電網(wǎng)第一區(qū)段主饋線最首端的線夾，使用時，將線夾夾在配電網(wǎng)線路上即可。

基于上述的中壓配電網(wǎng)單相接地故障定位裝置的故障定位原理為：

如圖2所示的中壓配電網(wǎng)某區(qū)段發(fā)生單相接地故障后，接地點、主饋線、分支饋線、大地、接地鋼釬與接網(wǎng)線會形成回路，可調直流電壓源1加壓后，高壓電流測量儀2會有示數(shù)并報警(電流值超過設定閾值時報警)。由于單相接地的接地電阻大小不定(單相接地并非都是物理性接地，有的甚至是電弧接地，需要較高電壓才能發(fā)生電弧接地放電)，因此所需可調直流電壓源1的電壓輸出也不一樣。

基于上述的中壓配電網(wǎng)單相接地故障定位裝置的故障定位方法，包括如下步驟：

步驟1，將接網(wǎng)線3的另一端電連接中壓配電網(wǎng)的第一區(qū)段主饋線最首端上，將接地線4的另一端接地；

步驟2，將高壓電流測量儀1的測量頭連接于接地線上的回路；

步驟3，打開可調直流電壓源1，首先調節(jié)輸出電壓值，然后自中壓配電網(wǎng)線路尾端向首端方向依次逐級斷開分支開關和分段開關直至高壓電流測量儀2中的電流示值為零，則可判斷該接地故障發(fā)生在該最后斷開的分支開關所對應的分支饋線上或者該接地故障發(fā)生在該最后兩次斷開的相鄰兩分段開關之間對應的區(qū)段饋線上；期間，根據(jù)線路情況需要調節(jié)可調直流電壓源1的輸出電壓(由于單相接地的接地電阻大小不定，而且并非都是物理性接地，有的甚至是電弧接地，需要較高電壓才能發(fā)生電弧接地放電)，使得接地回路的電流達到高壓電流測量儀2的報警閾值。

一較佳示例中，如圖3所示線路單相接地故障，假設區(qū)段4發(fā)生單相接地，在分支開關4打開前，會形成圖4中虛線所示回路，因此高壓電流測量儀2有電流值。當分支開關4打開后，回路斷開，高壓電流測量儀2電流消失，由此判斷故障區(qū)段為區(qū)段4。

另一較佳示例中，如圖5所示線路單相接地故障，假設區(qū)段2發(fā)生單相接地，會形成圖6中虛線所示回路，遵循″從線路尾端向線路首端(電源側)逐步斷開分段開關和分支開關″的規(guī)則，首先斷開分支開關4，分支開關4斷開后，故障仍未切除(故障點在區(qū)段2)，因此高壓電流測量儀2有電流值，仍有報警聲。繼續(xù)斷開分段開關2，故障仍未切除，斷開分段開關1后，單相接地故障被切除，電流回路斷開，高壓電流測量儀2電流消失，報警聲消失。以此判斷，故障發(fā)生在分段開關1與分段開關2之間，即區(qū)段2為故障區(qū)段。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內。