基于主動擾動技術(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障測距方法研究.pdf

1、配電網(wǎng)作為向負荷分配電能的末端環(huán)節(jié)，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分支眾多，因此容易發(fā)生接地故障尤其是單相接地故障。當(dāng)發(fā)生單相接地故障后如果不及時處理，可能會引發(fā)兩點或多點的故障擴散，對電網(wǎng)的運行造成危害。因此，快速、準(zhǔn)確的故障定位技術(shù)對配網(wǎng)安全運行以及保證供電可靠性具有重要意義。
　　當(dāng)前關(guān)于故障定位的研究主要集中在三個方面:故障測距定位、信號注入法定位和故障點的區(qū)段定位。故障測距定位是指利用故障饋線中的電氣信息，迅速準(zhǔn)確的計算出饋線始端至故

2、障點的距離;信號注入法定位是指對故障饋線注入特定的信號，通過對特定信號的跟蹤尋跡確定故障位置;故障區(qū)段定位是指對發(fā)生故障的供電區(qū)段進行定位、隔離，排除故障隱患，以便迅速恢復(fù)非故障區(qū)段的正常運行。
　　當(dāng)前我國中壓配網(wǎng)中性點廣泛采用經(jīng)消弧線圈接地運行方式。近年來隨著容量、耐壓和可靠性的逐漸提高，電力電子開關(guān)器件因其動作的迅速性而開始應(yīng)用于諧振接地系統(tǒng)中消弧線圈的調(diào)節(jié)，如“調(diào)匝式”消弧線圈阻尼電阻的投切、“調(diào)容式”消弧線圈補償電容的投

3、切等。通過對消弧線圈中電力電子開關(guān)的控制可產(chǎn)生瞬時擾動以用于系統(tǒng)參數(shù)的測量。基于這種思想，本文提出一種諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的故障測距方法。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈中的阻尼電阻會被電力電子開關(guān)迅速旁路退出運行，以便充分補償故障點處電容電流。鑒于電力電子開關(guān)的可控性，此時若控制即將導(dǎo)通的電力電子開關(guān)延遲觸發(fā)導(dǎo)通，等效于將阻尼電阻短時投入運行，進而引起故障饋線電壓、電流隨之發(fā)生輕微擾動，通過在故障饋線始端對該擾動的檢測記錄，并

4、對其分析計算即可得出故障線路始端至故障點的距離。
　　本文利用電路原理對該擾動信號的產(chǎn)生機理進行了分析，同時推導(dǎo)了基于主動擾動技術(shù)的單相接地故障距離的計算公式。該方法通過對電力電子器件的控制，實現(xiàn)了對擾動信號產(chǎn)生時間和幅值的控制，提高了信號可辨識度;并且由于擾動信號中含有豐富的頻率成分，利用其可得到故障饋線在多個頻率下的頻域特性，進而求得多個頻率下故障點距饋線始端的距離，為測距結(jié)果的進一步優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持。通過對數(shù)據(jù)的擬合剔除不

5、合理結(jié)果，減小單頻率下的計算誤差對測距準(zhǔn)確性的影響，提高了計算精度。
　　為了驗證所提測距方案的有效性，本文進行了故障測距仿真分析與模擬實驗。在仿真分析中，對不同故障位置、接地電阻和晶閘管觸發(fā)角度下的單相接地故障進行了仿真模擬，提取分析擾動波形數(shù)據(jù)，計算故障距離。在模擬實驗中，搭建諧振接地系統(tǒng)模擬平臺，制作了擾動信號發(fā)生器，通過此裝置控制阻尼電阻的工作狀態(tài)，實現(xiàn)擾動信號的產(chǎn)生，然后在不同情況下進行單相接地故障的模擬實驗，處理擾動信