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配电网小电流接地故障暂态定位系统,利用小电流接地故障在故障点上下游间暂态电流相似性和极性关系实现区段定位。利用站内选线装置消除选线盲区并提高故障监测准确率。利用瞬时接地故障信息对线路绝缘状态进行监测。现场实际运行记录验证了算法的合理性与系统的有效性。
0、引言
随着电力系统的发展,电力用户和供电公司对供电可靠性的要求越来越高。中性点非有效接地方式配电网中发生单相接地故障(小电流接地故障)时,快速、准确地确定故障线路和故障点是提高供电可靠性的重要措施之一。
由于小电流接地故障的故障电流小且不稳定,传统的基于稳态电气量的故障检测技术灵敏度低、可靠性差,达不到实用化要求。经过近年的发展,小电流接地故障选线问题已基本得到了解决,根据其技术特点可以分为两类,一是故障发生后利用专用设备产生较大附加电流,或者利用特殊设备向系统注入特定信号选线,属于主动式选线方法;二是利用故障产生的暂态电压电流信号选线,属于被动式选线方法。在故障线路选择的基础上,确定故障点距离或所处区段,可以进一步缩小故障查找和修复时间。
目前,利用行波原理的输电线路故障定位技术已比较成熟,而在配电网中,由于小电流接地故障固有的特征和配电网自身特点的原因,行波测距技术无法应用于大部分配电线路。而实用化的配电网小电流接地故障定位技术与选线技术类似,也分为主动式定位方法和被动式定位方法两个发展方向。在被动式定位方法中利用沿线路安装的检测装置(如配电终端、故障指示器等)实现故障区段定位,具有较强的实用性,部分技术已在现场获得应用。
1、小电流接地故障暂态特征
1.1暂态零序电流特征
配电网发生小电流接地故障时,会产生丰富的暂态信号。对于稳定性接地故障,只在故障发生时刻产生暂态信号,其暂态过程持续时间一般在2~3ms。对于弧光接地或间歇性接地等非稳定性接地故障,将频繁出现暂态信号,而稳态信号被破坏。如果故障点条件不变,各次暂态信号是相似的。典型的小电流接地故障零序电压与零序电流波形如图1所示。
图1 小电流接地故障零序电压与零序电流波形
故障发生在电压峰值时刻时,暂态电流的最大值可近似表示为:
式中:IC为工频下的系统对地电容电流;ω0为暂态频率;ω为工频频率。
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