配電網(wǎng)線路故障的定位方法以及問(wèn)題分析

唐亮

【摘要】經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開(kāi)電力的支持，電力能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。對(duì)于電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，保證供電的穩(wěn)定性和安全性，提高供電服務(wù)質(zhì)量，是新形勢(shì)下需要解決的首要問(wèn)題。由于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成復(fù)雜性，在實(shí)際運(yùn)行中很容易出現(xiàn)線路故障問(wèn)題，進(jìn)而影響到供電企業(yè)的服務(wù)品質(zhì)，據(jù)此本文從電網(wǎng)運(yùn)行的角度，對(duì)配電網(wǎng)線路中的故障定位方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并就當(dāng)前存在的問(wèn)題提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；線路故障；定位；問(wèn)題

配電網(wǎng)的供電、配電功能離不開(kāi)電纜線路的支持，隨著社會(huì)用電量的急劇增加，配電網(wǎng)的線路運(yùn)行負(fù)荷不斷增加，在長(zhǎng)期的高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，很容易出現(xiàn)線路故障，導(dǎo)致供電的穩(wěn)定性下降。當(dāng)前對(duì)配電網(wǎng)線路故障的定位方法在實(shí)際應(yīng)用中有很多種，針對(duì)于不同的線路故障要采用針對(duì)性的定位方法，并對(duì)存在的問(wèn)題采取相應(yīng)的解決措施，以提高配電網(wǎng)線路供電質(zhì)量的提高，減少不必要的風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生。

1.信號(hào)注入定位法

當(dāng)前配電網(wǎng)線路故障的定位方法主要包含有S信號(hào)注入法、行波定位法、故障指示器、分段開(kāi)關(guān)定位法以及信號(hào)通斷法等等。

1.1信號(hào)注入法的基本原理.上圖中，TY-01型選線保護(hù)和定位保護(hù)系統(tǒng)主要包含有主電路和檢流器兩部分。其中主電路和PT二次側(cè)的連接是由五條線完成的，即a、b、c、d、i，a、b、c三條總線連接到PT的一次側(cè)，信號(hào)電流發(fā)生器和主機(jī)之間相互連接，內(nèi)部電源所提供的電流信號(hào)發(fā)生器的充電電池的電源，而PT的二次側(cè)電壓是Uan=Ubn=Ucn=57.8V，U1n=0V，主機(jī)是不輸出電流的。我們以A相位對(duì)象分析，那么一旦出現(xiàn)了單相接地故障的話，A相接地電壓會(huì)下降到0，并且B相和C相的電壓也會(huì)提升到線電壓狀態(tài)，是倍的相電壓。此時(shí)，PT二次側(cè)的電壓就分別是Uan=0，Ubn=Ucn=100V，U1n=100V.因?yàn)镻T一次側(cè)的A相電壓發(fā)生了短路，二次繞組是無(wú)感應(yīng)電壓，因此，會(huì)自動(dòng)默認(rèn)主機(jī)A相接地，這樣的話，線路的定位工作也就達(dá)到了，然后主機(jī)會(huì)自動(dòng)的把電流信號(hào)輸入到PT二次側(cè)的母線上（虛線），這個(gè)信號(hào)是頻率特定的，每一個(gè)諧波上都有頻率，確保了不會(huì)與其產(chǎn)生高次諧波頻率的影響。信號(hào)在耦合到PT的一次側(cè)后，總線到地的電流為圖中虛線，如果采用電流探測(cè)器對(duì)出線進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，只要電流信號(hào)消失，就可以定位出線路的故障點(diǎn)。

1.2應(yīng)用特性.以為配電網(wǎng)系統(tǒng)的分支線較多，但是這對(duì)線路故障的定位來(lái)說(shuō)是不會(huì)產(chǎn)生較大影響的，絕大多數(shù)的電流輸入信號(hào)會(huì)到達(dá)故障位置，因此，這種定位方法只適用于配電系統(tǒng)中，它的線路故障定位準(zhǔn)確性是非常高的。

2.故障測(cè)距法

2.1阻抗法.這種定位方法的原理是先設(shè)定配電線路是均勻的，進(jìn)而在不同故障類型條件下計(jì)算出故障回路的阻抗或者是電抗與測(cè)量點(diǎn)到故障位置的距離成正相關(guān)的關(guān)系，然后通過(guò)計(jì)算發(fā)生故障時(shí)測(cè)量點(diǎn)的阻抗或者是電抗值除以線路的單位阻抗或者是電抗值得到測(cè)量位置到故障位置之間的距離。采用最小二乘法進(jìn)行測(cè)量阻抗參數(shù)的估計(jì)可以有效解決線路阻抗參數(shù)在距離保護(hù)中的不準(zhǔn)確問(wèn)題。

2.2行波法.這種方法所依據(jù)的理論是一旦配電網(wǎng)在運(yùn)行中出現(xiàn)了線路鼓掌呢，那么對(duì)于它的原有線路就會(huì)帶來(lái)很大的影響，而線路內(nèi)部的電氣量也會(huì)因此而發(fā)生變化，通常情況下，只需要對(duì)電氣量的變化范圍和變化數(shù)值進(jìn)行檢測(cè)就可以準(zhǔn)確定位出故障的發(fā)生位置。目前這種方法對(duì)于故障的測(cè)距有兩種方法，即單端測(cè)距和雙端測(cè)距。單端法是通過(guò)行波在線路中的傳播，可以估計(jì)出從故障位置到測(cè)量位置所需的時(shí)間，也可以得到故障位置的第一個(gè)反應(yīng)波到測(cè)量位置所需的時(shí)間，利用這兩個(gè)時(shí)間差就可以得到故障的距離；而雙端法則是在已經(jīng)掌握行波速度和參考時(shí)間一致的基礎(chǔ)上，同時(shí)對(duì)故障線路的兩端進(jìn)行測(cè)量，所得到的兩個(gè)波頭反應(yīng)的時(shí)間差就可以對(duì)具體的故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

3.加信傳遞函數(shù)法

這種定位方法的基本原理是從配電線路的首端開(kāi)始施加方波信號(hào)，再依據(jù)各個(gè)分支端口傳遞函數(shù)頻譜的頻率、相位以及波形特征等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障的準(zhǔn)確定位，由于其工作原理的特殊性，因此，它的適用范圍也主要是集中在單相接地故障的定位中。

4.當(dāng)前故障定位存在的問(wèn)題

雖然在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，我國(guó)的配電網(wǎng)系統(tǒng)線路故障檢測(cè)和定位技術(shù)得到了很大的改進(jìn)和完善，但是，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，這方面還存在著一些不足之處，例如配電系統(tǒng)小電流接地故障電流微弱、故障電弧的不穩(wěn)定等等，都會(huì)導(dǎo)致其定位的準(zhǔn)確性大大下降。對(duì)于小電流接地故障的檢測(cè)方法有很多種，但是，絕大多數(shù)的方法都是基于故障出現(xiàn)前后配電網(wǎng)參數(shù)的變化來(lái)進(jìn)行的，具有一定的滯后性，除了信號(hào)注入法。我們對(duì)小電流接地系統(tǒng)的自身狀況來(lái)看，它自身所具有的特殊性，一旦在電磁的干擾下和諧波的污染下，它的信號(hào)就會(huì)失真，進(jìn)而導(dǎo)致各種選擇遠(yuǎn)離的可靠性和準(zhǔn)確性大大下降。

5.總結(jié)

社會(huì)化大生產(chǎn)的不斷進(jìn)步，對(duì)于電力能源的需求量越來(lái)越大，一方面在帶動(dòng)電力企業(yè)改革的同時(shí)也加大了電力企業(yè)的運(yùn)行壓力，對(duì)于電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，在新形勢(shì)下加強(qiáng)內(nèi)部管理，做好配電網(wǎng)的線路檢查檢測(cè)工作，提升服務(wù)品質(zhì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。從當(dāng)前配電網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)狀來(lái)看，很多線路在長(zhǎng)期的高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，很容易出現(xiàn)老化，性能下降，導(dǎo)致運(yùn)行故障的發(fā)生，進(jìn)而直接影響到供電服務(wù)質(zhì)量，雖然當(dāng)前對(duì)配電網(wǎng)線路故障的檢測(cè)和定位方法有很多種，但是，在實(shí)際應(yīng)用中卻又存在很多不足之處，由于配電網(wǎng)線路的多樣復(fù)雜，導(dǎo)致在具體的定位方法確定還存在有不足之處，而且對(duì)于小電流接地故障的檢測(cè)和定位效果也不是很理想，對(duì)于技術(shù)研發(fā)人員來(lái)說(shuō)，還需要做進(jìn)步的改進(jìn)和完善，創(chuàng)新定位檢測(cè)技術(shù)，使其更好的應(yīng)用在配電網(wǎng)線路故障定位中，提高線路運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)

[1]王紅偉，劉晉武.10kV配電網(wǎng)中配電線路故障自動(dòng)定位和隔離技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國(guó)電業(yè)（技術(shù)版），2015，02：14-16.