县城配电网故障快速定位技术的研究和实践-配电网故障定位.docx

县城配电网故障快速定位技术的研究和实践:配电网故障定位摘要：配电网故障点的查找占配电故障处理非常多的时间，有效缩短故障查找时间，可以有效提高供电可靠性。利用故障指示器和无线公网通信技术，研制开发了一套切合生产实际需要的故障快速定位系统，该系统可以在较短时间内确定出故障发生的区段，彻底改变人工查找故障的落后局面，从而大大提高故障处理效率，为县城配网快速定位故障探索出一条有效的途径。关键词：配电网；故障；单相接地；定位作者简介：李江萍（1971-），女，河北石家庄人，石家庄市井陉矿区电力局生产技术部主任，工程师。（河北?石家庄?050100）中图分类号：TM726?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）24-0154-02随着经济的发展，县城10kV线路的负荷不断增大，供电半径也随之加大，分支线路增多，造成线路的结构越来越复杂，因此线路故障频繁，[1-3]导致线路的供电可靠性难以提高。停电是影响供电可靠性的主要原因，[4-7]2009年中电联对电力系统发生故障而导致的停电情况进行了统计，结果显示，在这些停电中，线路上发生故障导致的停电时间占到总停电时间的60%左右，处理故障过程中查找故障的时间占整个时间的70～90%。而且配电线路呈网状结构，故障查找更加困难，因此如何提高配电网的故障查找时间成为提高供电可靠性的主要手段。[8]本文首先介绍了检测短路和单相接地故障的原理，将故障指示器的动作信息利用现代的通信技术发送给监控主站，监控主站将这些信息与实际线路中指示器的安装位置相结合，进行网络拓扑计算，从而确定出故障所在的区段，同时将该区段以特殊的形式在屏幕上进行显示和报警，并将该信息以汉字短消息的方式发送给运维人员和应急抢修车辆，抢修车辆可以根据该信息快速驱车赶赴现场，消除故障并恢复线路供电，从而提高供电可靠性，进而大大降低故障巡线人员的劳动强度，提高工作效率。一、故障检测装置故障检测装置可以用来指示故障电流通路，主要用来检测配网中的两大故障——相间短路及单相接地故障。该产品可以在高压导线和电缆系统中带电装卸，具有本地显示和信号远传的功能，本地显示一般采用翻牌和闪灯相结合的模式，在白天阳光充裕时可以清楚看到显示的翻牌告警，在夜间或光照不充分时可以通过超高亮的LED进行告警显示。配电网的生产运行过程中经常发生两种故障：短路和单相接地故障，很多是单相接地故障，而且查找比较困难，尤其是当配变上的硅橡胶护套的避雷器被击穿后，很多外部不会出现裂痕等现象，只能靠逐个的试拉试送来查找，费时费力。1.短路故障检测原理检测短路故障的原理是通过电磁感应方法测量线路中的电流，根据目前负荷电流的大小实时计算过流定值的大小，当电流超过该过流定值时，再检测其持续时间，如果持续时间在4秒之内，且与过流电流满足反时限曲线的关系则判断为故障。具体判据为：（1）线路开始正常工作至少8秒钟。（2）线路出现短路电流，短路电流的定值为：If=IL×K（If），且（If-IL）>120A，该短路电流持续20～4000ms，且与If成反时限特征。IL为负荷电流，K（If）为短路因子。（3）线路停电。它的判据比较全面，具有自适应性的特点，不会因为线路的继电保护整定值改动或者用电负荷增加而导致检测单元不适用原有线路的问题，可以大大减少误动作的可能性。同时利用短路时的其他条件（来电、停电等）来消除安装时装置与线路的相对位置可能有偏差而导致的测量不一致的问题，从而大大提高了设备的使用方便性。2.单相接地故障检测原理小电流接地系统单相接地故障发生后的特征信号中含有各种各样的故障信息，如稳态基波分量、高频暂态分量等。目前接地故障检测主要采用的5次谐波法、电容放电脉冲法、首半波法等[1，4]就是利用了这些故障信息构成的故障判据，这些方法依赖于发生单相接地故障前后配电网参数的变化。这些方法在变电站接地选线中已经被证明是不可靠的，而且信号本身较弱，容易受到外部的电磁干扰和谐波污染，导致获得的信号失真，而且雷击导致的电磁暂态变化往往与这些放电脉冲特征有些相似，这些都直接影响了装置检测准确性。本文介绍的单相接地故障检测是采用可变负荷法，与信号注入法有相似之处，其原理如下图1所示。上图中可变负荷由三个可以独立操作的高压真空接触器和高压电阻R组成，真空接触器的进线侧分别接10kV母线的A、B、C三相，另外一端短接后与高压电阻相连，高压电阻的另外一端接地。假设系统发生了单相接地故障（如C相），可变负荷检测到系统零序电压升高到设定值后，控制相应的高压接触器（B相）闭合，这样使电阻R（负荷）通过大地接在故障相与其他健全相(如图中的C、B两相)之间，相当于使得这两相之间的负荷发生了变化，这个变化的负荷使故障线路上的负荷电流又叠加一个有特殊规律的电流信号，具有特殊规律的电流流经故障线