小電流接地故障定位方法及其應(yīng)用研究

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1、小電流接地故障定位方法及其應(yīng)用研宄（國(guó)網(wǎng)浙江樂(lè)清市供電公司運(yùn)維檢修部樂(lè)清325600）摘要：由于故障電流微弱、接地電弧不穩(wěn)定等原因，小電流接地故障的檢測(cè)（包括故障選線和故障定位）比較網(wǎng)難。目前，小電流接地故障選線技術(shù)己基木成熟，但小電流接地故障定位技術(shù)一直未能取得突破，長(zhǎng)期困擾電力部門，是制約配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的嚴(yán)重障礙。木文旨在研宄小電流接地故障定位技術(shù)。關(guān)鍵詞:故障定位；小電流接地系統(tǒng)；配網(wǎng)自動(dòng)化；線電壓引言故障定位、隔離與恢復(fù)供電是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的關(guān)鍵功能,其通過(guò)縮小故障停電范圍、加快故障處理速度、減少故障停電時(shí)間，提高配電網(wǎng)供電可靠性。目前，各國(guó)DA系統(tǒng)一般僅能實(shí)

2、現(xiàn)短路故障的定位與隔離功能，不異備或不能有效地實(shí)現(xiàn)小電流接地故障定位功能。木文設(shè)計(jì)了小電流接地故障自動(dòng)定位系統(tǒng)，并在現(xiàn)場(chǎng)投入實(shí)際運(yùn)行。人工接地故障試驗(yàn)和幾個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，對(duì)單相接地故障反應(yīng)靈敏，能夠準(zhǔn)確選出接地故障線路并定位故障點(diǎn)所在線路區(qū)段，滿足現(xiàn)場(chǎng)際運(yùn)行要求。1.定位系統(tǒng)組成所設(shè)計(jì)小電流接地故障自動(dòng)定位系統(tǒng)主要由變電站內(nèi)的選線系統(tǒng)、安裝于線路分段開(kāi)關(guān)處的FTU、安裝于主控室內(nèi)的定位主站以及通訊網(wǎng)絡(luò)組成。發(fā)牛.小電流接地故障時(shí)，站內(nèi)選線系統(tǒng)采集母線處的零序電壓與各出線的暫態(tài)零模電流信號(hào)，利用幅值、極性、功率方向等方法確定故障線路，并將其通過(guò)通

3、信網(wǎng)絡(luò)上報(bào)定位主站。FTU檢測(cè)線路的零模電流信號(hào)，將故障時(shí)零模電流數(shù)據(jù)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)上報(bào)至定位主站。定位主站根據(jù)選線裝置的結(jié)果先確定故障線路，再根據(jù)FTU上報(bào)的結(jié)果確定故障點(diǎn)所在IX段。站內(nèi)選線系統(tǒng)選用XJ-IOO小電流接地故障選線及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)I并增加故障定位站內(nèi)算法及通訊程序。該系統(tǒng)采用一控制主機(jī)加多臺(tái)小電流接地故障檢測(cè)裝置的總體結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)主要包括兩部分:XAI-IOO小電流接地故障檢測(cè)裝置和X.MOO小電流接地故障分析系統(tǒng)軟件。控制主機(jī)為一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，采用Windows操作系統(tǒng)，蘇上運(yùn)行XJ-1OO小電流接地故障分析系統(tǒng)軟件，該軟件主要完成XJ-1OO小電流接地

4、故障檢測(cè)裝置記錄數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)，故障波形的顯示，實(shí)吋自動(dòng)選線并將結(jié)果顯示、上報(bào)，可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)故障的預(yù)報(bào)、選線、選相。控制主機(jī)冋吋還可以充當(dāng)數(shù)據(jù)服務(wù)器，供遠(yuǎn)程讀取變電站內(nèi)的故障數(shù)據(jù)使用。中央處理單元（CPU板）是XJ-1OO檢測(cè)裝置的核心，由它實(shí)現(xiàn)定值整定、系統(tǒng)參數(shù)的輸入，形成故障數(shù)據(jù)文件，協(xié)調(diào)各個(gè)子板的工作，實(shí)現(xiàn)機(jī)間通信、顯示和鍵盤控制等功能。高速數(shù)據(jù)采集單元（DAU板）實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)，故障暫態(tài)數(shù)據(jù)的采集、記錄和處理，并把采集到的數(shù)據(jù)傳送給中央處理單元。2.饋線終端FTUFTU安裝于需進(jìn)行定位分段的線路開(kāi)關(guān)處，承擔(dān)著對(duì)故障的監(jiān)測(cè)啟動(dòng)、故障數(shù)據(jù)采集、上傳故障數(shù)據(jù)等功能。自動(dòng)定

5、位系統(tǒng)選用PZK-31OZ柱上幵關(guān)終端裝置作為現(xiàn)場(chǎng)FTU，檢測(cè)柱上幵關(guān)處的零模電流信號(hào)，發(fā)生接地故障吋,FTU根據(jù)暫態(tài)零模電流的變化啟動(dòng)，并將帶奮吋間標(biāo)簽的暫態(tài)電流錄波數(shù)據(jù)等信息上報(bào)主站。PZK-31OZ柱上開(kāi)關(guān)終端裝置主要用于配電網(wǎng)線路柱上幵關(guān)的監(jiān)視與控制，由PZK-31B配網(wǎng)自動(dòng)化測(cè)控單元、開(kāi)關(guān)操作控制回路、操作面板、智能充電電源、后備電源（免維護(hù)鉛酸蓄電池或超級(jí)電容器或鋰電池）、通信終端以及不繡鋼機(jī)箱構(gòu)成，其原理框圖如圖1所示。圖1饋線終端FTU原理框圖裝置配置有USB維護(hù)接口，支持在線配置、程序加載與卸載、裝置運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等功能。具有WEB服務(wù)功能，可使用通用網(wǎng)頁(yè)

6、瀏覽器，訪問(wèn)實(shí)吋數(shù)據(jù)、下載歷史數(shù)據(jù)、配置文件，方便產(chǎn)品的遠(yuǎn)程維護(hù)。PZK-31B配網(wǎng)自動(dòng)化測(cè)控單元是PZK-310Z柱上開(kāi)關(guān)終端裝置的核心，采用平鋪式結(jié)構(gòu)，其主要組成部分有:中心處理板、擴(kuò)展板、輸入輸出端子、運(yùn)行指示燈、復(fù)位按紐、通信口以及機(jī)殼。4.定位流程1）發(fā)生接地故障時(shí)，選線系統(tǒng)根據(jù)零序電壓變化啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)故障選線，并將帶奮吋間標(biāo)簽的故障線路信息、汀溪線和四林線出U處暫態(tài)電流錄波數(shù)據(jù)以及工頻電ffi等信息上報(bào)主站。2）FTU根據(jù)故障吋零模電流的變化量啟動(dòng)，并將帶冇吋間標(biāo)簽的暫態(tài)零模電流錄波數(shù)據(jù)等信息上報(bào)主站。3）定位主站收集到變電所選線系統(tǒng)和各個(gè)FTU故障信息后，根據(jù)

7、選線系統(tǒng)的電壓信總確認(rèn)是否發(fā)生接地故障，對(duì)于擾動(dòng)則退出。4）定位主站確認(rèn)接地故障后，根據(jù)選線系統(tǒng)上報(bào)的選線結(jié)果確定故障線路。若故障線路為汀溪線或四林線，則比較選線系統(tǒng)和FTU上報(bào)的故障線路暫態(tài)零模電流，利用暫態(tài)零模電流波形相似性原理確定故障區(qū)段。5）根據(jù)選線系統(tǒng)上報(bào)的電壓信息確定故障持續(xù)吋間，對(duì)于永久故障，顯示定位結(jié)果，并聲光告警;對(duì)于瞬時(shí)性故障，保存定位結(jié)果，僅給出文字告警信息。5結(jié)論本文研究過(guò)程中所取得的主要結(jié)論如下：線路對(duì)地存在分布電導(dǎo)，使零序電流與零序電壓的相位關(guān)系發(fā)生變化。故障點(diǎn)下游分段開(kāi)關(guān)處零序測(cè)量導(dǎo)納等于該開(kāi)關(guān)后