基于单侧信息的多分支配网单相接地故障定位
发布时间：2019-10-13 17:06
【摘要】：单相接地故障是配电网中最常见的故障类型,但查找发生在带分支配电线路中的单相接地故障点比较困难。针对该问题,通过在线路最长分支末端健全相设置人为接地点,将单相接地故障转化为两相接地故障,在人为接地相回路电压方程的基础上推导了故障区段预判算法,在故障相回路电压方程的基础上推导了故障测距算法,并提出了故障区段预判结果检验和校正算法。理论推导和MATLAB/Simulink仿真实验证明了上述算法最终定位误差在0.01 km以内,能以单侧信息定位单相接地故障点,即使线路分支数增加也不会带来测量与计算工作量的增加,且特征量的波形可以由微机保护以及变电站综合自动化装置记录,因此对于配电网十分实用。
【图文】：
1故障区段的预判线路分支与主干之间通常存在线间耦合的关系。本章首先在假设线间互阻抗为0的情况下推导故障区段识别算法，然后分析线间互阻抗不为0对故障区段识别算法造成的影响。1.1线间互阻抗为零时的识别算法以分支点数为2的配电线路为例。线路首端为M，其余3个端口分别为N、V、W，分支点分别为G、H。设M到N的距离为lMN，M到V的距离为lMV,M到W的距离为lMW，且lMN>lMV，lMN>lMW。本文将MN作为线路主干，GV、HW作为线路分支，M点到G、H、N、V和W点的距离均为已知量，相应的示意图如图1所示。单相接地故障发生后，可以先断开线路中所有的断路器，使三相线路与电源及所有负荷断开。然后选择某一健全相通过阻值为RS的电阻设置人为接地点，这样即可将单相接地故障转化为两相异点接地故障。RS不出现在本文所提算法的计算式中，它的大小按照限制短路电流及保证足够的短路电流检测精度取值即可。为保证全线任意点故障时均能识别出故障区段，人为接地点应该设在距M点最远处，由于lMN>lMV且lMN>lMW，所以人为接地点应该设置在N点。设置完成后，闭合线路首端三相断路器，即可测量线路首端各相电压与电流。目前微机保护与变电站综合自动化装置已被广泛应用于配电网络中，线路首端电压、电流波形的记录可由上述装置完成，随后由继电保护装置动作将电源断开。以下本文将对不同区段故障时的情况进行讨论。1）故障发生在MG区段内(不包含分支点G)以B相故障为例，将人为接地点设在A相，相应的故障示意图如图2所示。图2中，F为故障点；RF为故障点过渡电阻值。根据基尔霍夫电压定律对人为接地点所在相建立如下回路电压方程，即AsMNASAmBU=ZlI+RI+ZKI(1)式中：K为判定系数，?
电压定律对人为接地点所在相建立如下回路电压方程，，即AsMNASAmBU=ZlI+RI+ZKI(1)式中：K为判定系数，其物理含义为：在线路主干中，与人为接地点所在相存在耦合关系的故障相线路长度；Zs为线路主干单位长度自阻抗；Zm为线路主干单位长度互阻抗；UA为A相电压；IA、IB分别为A相、B相电流。此时，线路主干中故障相与人为接地点所在相只在M、F点之间存在耦合关系，因此判定系数K等于故障距离lMF。令XAsMNAU=UZlI(2)图1多分支配电线路示意图Fig.1Diagramofmulti-brunchdistributionline图2MG区段故障示意图Fig.2FaultdiagramofMGsection
【作者单位】： 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室;国网重庆市电力公司北碚供电分公司;国网重庆市电力公司江北供电分公司;
【基金】：重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目(2007DA10512712205)~~
【分类号】：TM862
【图文】：
1故障区段的预判线路分支与主干之间通常存在线间耦合的关系。本章首先在假设线间互阻抗为0的情况下推导故障区段识别算法，然后分析线间互阻抗不为0对故障区段识别算法造成的影响。1.1线间互阻抗为零时的识别算法以分支点数为2的配电线路为例。线路首端为M，其余3个端口分别为N、V、W，分支点分别为G、H。设M到N的距离为lMN，M到V的距离为lMV,M到W的距离为lMW，且lMN>lMV，lMN>lMW。本文将MN作为线路主干，GV、HW作为线路分支，M点到G、H、N、V和W点的距离均为已知量，相应的示意图如图1所示。单相接地故障发生后，可以先断开线路中所有的断路器，使三相线路与电源及所有负荷断开。然后选择某一健全相通过阻值为RS的电阻设置人为接地点，这样即可将单相接地故障转化为两相异点接地故障。RS不出现在本文所提算法的计算式中，它的大小按照限制短路电流及保证足够的短路电流检测精度取值即可。为保证全线任意点故障时均能识别出故障区段，人为接地点应该设在距M点最远处，由于lMN>lMV且lMN>lMW，所以人为接地点应该设置在N点。设置完成后，闭合线路首端三相断路器，即可测量线路首端各相电压与电流。目前微机保护与变电站综合自动化装置已被广泛应用于配电网络中，线路首端电压、电流波形的记录可由上述装置完成，随后由继电保护装置动作将电源断开。以下本文将对不同区段故障时的情况进行讨论。1）故障发生在MG区段内(不包含分支点G)以B相故障为例，将人为接地点设在A相，相应的故障示意图如图2所示。图2中，F为故障点；RF为故障点过渡电阻值。根据基尔霍夫电压定律对人为接地点所在相建立如下回路电压方程，即AsMNASAmBU=ZlI+RI+ZKI(1)式中：K为判定系数，?
电压定律对人为接地点所在相建立如下回路电压方程，，即AsMNASAmBU=ZlI+RI+ZKI(1)式中：K为判定系数，其物理含义为：在线路主干中，与人为接地点所在相存在耦合关系的故障相线路长度；Zs为线路主干单位长度自阻抗；Zm为线路主干单位长度互阻抗；UA为A相电压；IA、IB分别为A相、B相电流。此时，线路主干中故障相与人为接地点所在相只在M、F点之间存在耦合关系，因此判定系数K等于故障距离lMF。令XAsMNAU=UZlI(2)图1多分支配电线路示意图Fig.1Diagramofmulti-brunchdistributionline图2MG区段故障示意图Fig.2FaultdiagramofMGsection
【作者单位】： 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室;国网重庆市电力公司北碚供电分公司;国网重庆市电力公司江北供电分公司;
【基金】：重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目(2007DA10512712205)~~
【分类号】：TM862
【参考文献】
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1 刘亚东;盛戈v
本文编号：2548778
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