配电网单相接地故障选线方案

摘 要配电网单相接地故障选线方案,已经吸引了许多对此感兴趣的人士纷纷进行研究,并逐渐形成了多套研究方法.由于研究过程中存在单相接地故障还有待进一步确认以及相关的故障资料也可以进一步挖掘利用,因此文章充分利用各种信息研究配电网单相接地故障选线方案,从而使配电网单相接地故障选项方案形成一种正确的方法.

关 键 词配电网；单相接地；故障选线方案

中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）16-0102-01

在电网运行过程中,有时会出现单相接地故障而造成短路现象.经过许多人士的研究最终在配电网单相接地故障选线中出现了稳态分量法、综合法以及注入新号法等多种方法.

1配电网选线方式现状分析

在电网出现故障时,可以借助此时的稳态信号作为选线的一种基本检测原理.然而稳态信号具有的强度较为薄弱,且容易被一些影响因素干扰,比如运行方式,因此,在实际中若要提取有价值的故障信号具有一定的难度.当电网运行时出现了电弧接地故障,发生故障的线路与正常的线路段在某种状态下会导致两者在进行零序测量电流时,稳态工频电流有可能会接近零,并且有时候稳态电流与暂态电流之间会产生叠加的现象.

由此可见,在进行稳态选线方法时,由于受到一些因素的干扰,而导致得出的结论缺乏一定的正确度.配电网在实际运行时,产生的故障会因不同的情况而变化,甚至会出现特殊的状况.比如,能够在线路出现某种故障时能够保持继续正常工作的装置,若使用在另一种故障线路中就可能会受到影响不能正常运行.所以电流较小的系统在进行单相接地中要起到保护作用,实际难度远远超过了它看起来的简单程度.

许多国家考虑到上述的弊端,往往不会选择中性点非接地方式.我国因考虑到其具有较小的电流,在系统中会发挥一定的作用,因而在实际的电网系统中会广泛的选择这种接地方式.因此,为我国的配电网系统能够健康长久的运行,为人们生活更加舒适与便利,研究一种具有高效、准确的判断故障的方式是很有必要的.

2暂态分量选线方式研究分析

2.1零序暂态电流法

配电网的结果处于放射形状态时,暂态零序电流和零序电压产生的第一个半波之间可以形成相位关系,且此相位关系比较固定.由此可知,故障线路段两者具有相反的极性关系,而处于非故障线路段两者具有一致的极性,并且借助这种关系可以帮助相关人员准确的检测到故障线路存在的具体位置.不过这种方法存在的局限性是电压处于零的状态时观测到的效果不明显,所以当电压值处于零的状态时,该方法不能发挥作用.

2.2首半波法选线分析

当故障出现后,线路中的电压瞬间处于最大状态时,此时暂态电容中产生的电流会远大于暂态电感产生的电流,因此在处于故障产生的初始阶段,两种电流达不到相互补偿的效果.暂态电容电流所具有的特征能够决定暂态接地电流产生的电流.零序电流与零序电压首半波具有一定的相位关系,若所在的电网结构保持放射性,那么在故障线路段中两者之间还存在相同极性的特点,而在非故障线路中则保持对立的极性关系.

在接地后的一个半周期内,处于故障线路与正常线路中的零序暂态电流之间所具有的极性不相同.而当电源的电压处于零的状态时,单相接地故障发生后会使电流保持较小的暂态分量值,从而会造成极性判断出现偏差.

2.3小波法选线分析

小波法选线分析具有的特点是产生的信号与时间、频率有联系,并且保持的窗口大小处于固定状态时,其形状能够发生改变.小波变换使用的极大值检测法也属于多尺度边缘检测,这种方法是依据尺度大小不相同,平滑信号后再借助光滑信号形成的一阶导数对信号突变点进行检测.根据这种方法容易看出小波变换形成的系数能够产生模极大值,所具有的极性与信号突变之间的方向呈一致性.小波变换法能够及时收集并处理故障信号的数据,通过这些数据进行分析可以判断出零序电流中小波变换所具有的模极大值特征,并在实际中保证使用的小波系数阀值具有合理性与准确性.

当某一段线路中的零序电流产生的小波模极值相比其他的线路都大得多时,观察同一段时刻,该段线路与其他线路的小波模极值的极性若是呈现出相反的方向,则该段线路便可以判断出是故障线路.若各段零序电流极值极性方向保持一致性,则可以判断是母线出现故障.

小波选线方法能够在中性点不接地电网中运用,也可以运用在电网属于中性点的经消弧线圈接地中,并且当出现线路的故障较为复杂,而形成混乱的波形时,这种方法能够配合稳态量选线方式进行使用,可以达到互补的效果.

2.4暂态能量法

无论选择何种故障线路测量中都会伴随着误差出现,并且若电流互感器出现了不对称状况还会影响故障测量的效果.因此,要想降低这些因素干扰,可以对中性点电压进行观察,一旦出现了单相接地故障,便能够对每条线路的暂态能量增量进行准确的计算.其暂态能量增量是通过单相接地出现故障前后之间产生的不同中性点电压与零序电流之间形成的差值乘积在相同工频周期里面的积分.当有条线路产生的暂态能量增量比零小,即属于负数,并且其绝对值在所有的暂态能量增量中是最大的一个,那么可以判断出该线路属于故障线路,当出现各个线路的暂态能量增量值都是正数,没有一个负数时,那么可以判断出是母线出现了故障.

使用这种方法时,存在的弊端是暂态能够保持的时间有限,不能较长时间的保持下去,所以选择这种选线方法时,要求硬件具有较高的特性.

3结束语

配电网系统具有复杂的结构,在实际中若是只选择一种单相接地故障选线方法或是一种原理将很难实现所有线路同时适用这一种选线方式,并且每种配线方案都存在一定的优势与劣势.因此,只有结合实际的电网与接地条件,分析清楚所有选线方式的使用条件以及使用要求等,并借助多种有效的配线方案,在一定程度上将有助于配电网单相接地故障选线方案在实际配电网系统中产生良好的效果.