基于配網(wǎng)自動(dòng)化的單相接地故障識(shí)別方法分析

宣飛翔，陳坊

(國網(wǎng)浙江諸暨市供電有限公司，浙江紹興311800)

摘要：電力能源是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵性因素，電能涉及到人們產(chǎn)生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，做好電力工作保障，利于維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。單相接地故障是電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化環(huán)節(jié)常見故障之一，但現(xiàn)階段的單項(xiàng)接地故障分析與解決有待提高，選線與定位的方法有很多種，如何在節(jié)省時(shí)間提高效率的前提下，選用合理方法有效解決故障是當(dāng)代電力行業(yè)應(yīng)著重研究的問題。本文簡(jiǎn)要分析在配網(wǎng)自動(dòng)化條件下單線接地故障的不良影響，針對(duì)運(yùn)行現(xiàn)狀提出故障識(shí)別的方法與策略。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化;單相接地;故障分析;識(shí)別方法

現(xiàn)階段，配網(wǎng)運(yùn)行的重點(diǎn)性解決問題包括小電流系統(tǒng)故障的定位與選線。目前，我國電網(wǎng)行業(yè)解決小電流故障的選線問題主要采用零序功率方向原理、零序電流用功分量法、首半波原理與群比幅比相法等。國內(nèi)電網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化的研究已經(jīng)取得初步成果，并在不斷的推陳出新。90年代設(shè)計(jì)與制造的選線裝置產(chǎn)品已經(jīng)大量投入市場(chǎng)，隨著科技的發(fā)展與變革不少裝置被淘汰。電力系統(tǒng)中配網(wǎng)自動(dòng)化單相接地故障的定位與選線是不可分割的，現(xiàn)代社會(huì)配網(wǎng)電力的發(fā)展對(duì)單項(xiàng)故障的處理手段與方法提出了更高的行業(yè)要求。

一、單相接地蔽障弓l發(fā)的不良后果

配網(wǎng)單相接地故障會(huì)引發(fā)一系列的不良后果，甚至?xí)p傷整個(gè)的配電網(wǎng)系統(tǒng)，具體可體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(一)可能會(huì)損傷電力設(shè)備

配網(wǎng)單相接地故障發(fā)生后，會(huì)導(dǎo)致電阻會(huì)變大導(dǎo)致電壓會(huì)急速上升，會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力設(shè)備的額定電壓，如果這一問題得不到解決的話，電力設(shè)備會(huì)長期在高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，長此以往不僅會(huì)降低電力設(shè)備的使用壽命還會(huì)增加相當(dāng)大的安全隱患，還會(huì)引發(fā)因電力故障而產(chǎn)生相應(yīng)的安全問題，同時(shí)還會(huì)因?yàn)橛绊憦V大人群的穩(wěn)定用電，而產(chǎn)生不好的后果。

(二)可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)大面積用電癱瘓

配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)大而積的單相接地故障后，會(huì)導(dǎo)致大面積的停電現(xiàn)象，我國城市的人員密集，所以電網(wǎng)系統(tǒng)就關(guān)系著生活的方方面面，一旦大面積的單相接地故障發(fā)生后，配網(wǎng)系統(tǒng)就會(huì)因大面積的故障而導(dǎo)致癱瘓，這肯定會(huì)對(duì)廣大的用電用戶產(chǎn)生不好的影響，而且城市中一些大型的工廠中會(huì)有大型的用電設(shè)備，如果這些大型的用電設(shè)備不能持續(xù)的被供電的話就會(huì)停止工作，而剝其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生負(fù)面的影響，當(dāng)然現(xiàn)在隨著我國的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展我國的配網(wǎng)系統(tǒng)也持續(xù)進(jìn)行升級(jí)改造，雖解決了大部分問題，但是也有許多的小問題存在.需要我們進(jìn)行創(chuàng)新和改革，以求減少故障發(fā)生，提升供電的穩(wěn)定性，提升配網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

二、縱向判別單相接地故障分析

對(duì)于配網(wǎng)系統(tǒng)來說，其單相接地故障是可以用特殊的方法查出來的，而檢查故障的方法就是縱向識(shí)別法。縱向識(shí)別法足·種可以識(shí)別出配網(wǎng)單相接地故障的系統(tǒng)，此系統(tǒng)由配網(wǎng)主站系統(tǒng)、通訊前置、以及子站組成，其主要功能有：配電SCADA與PAS，同時(shí)也可以進(jìn)行預(yù)測(cè)負(fù)荷，故障隔離等等，而對(duì)于識(shí)別單相接地故障，其具體的識(shí)別過程如下：

(1)當(dāng)零序電壓開啟故障時(shí)，會(huì)使得其母線的電壓迅速升高，超出其額定的電壓，這個(gè)時(shí)候就開啟縱向識(shí)別系統(tǒng)，可以算出其故障值。

(2)縱向識(shí)別系統(tǒng)可以判斷出故障所在的位置，同時(shí)向配網(wǎng)主站系統(tǒng)發(fā)出警示信息，主站能夠進(jìn)行有效的識(shí)別系統(tǒng)發(fā)過來的通知，憑借聲音，以及圖形計(jì)算出地形狀況并且發(fā)出警示，維修人員知道后會(huì)及時(shí)的做出相應(yīng)的措施，維修人員會(huì)根據(jù)主站發(fā)出的信息來判斷其故障所在的位置，通過縱向識(shí)別系統(tǒng)增加靈敏、高效的進(jìn)行相應(yīng)的維修。

三、單相接地故障的識(shí)別與仿真技術(shù)

(一)縱向識(shí)別故障

當(dāng)某一線路或者是節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障之后，就會(huì)產(chǎn)生不同的具有白身特點(diǎn)的電流，而反饋線的初始端會(huì)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)菜地計(jì)算方法就會(huì)得出非常明顯的負(fù)序電流，而其他沒有發(fā)生故障的地方就沒有這種非常明顯的負(fù)序電流，這就說明這種故障識(shí)別的方法可以產(chǎn)生很好的效果，不僅簡(jiǎn)潔而且還很準(zhǔn)確，上文所說的縱向識(shí)別系統(tǒng)通常就是根據(jù)不同反饋線出產(chǎn)生的不同的特征來進(jìn)行故障識(shí)別，而縱向識(shí)別通常只考慮同一根線路的故障特點(diǎn)，根據(jù)這個(gè)來分析研究某一特定的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的故障。

(二)數(shù)據(jù)的算法處理

在配網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)中，當(dāng)各處都處于不平衡狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的各部分都將會(huì)出現(xiàn)大量的負(fù)序電流，同時(shí)在用縱向識(shí)別系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)在測(cè)量與計(jì)算過程中也出現(xiàn)了部分不平衡的問題，得出的結(jié)論就是：在正常的工作狀態(tài)與發(fā)生故障時(shí)的狀態(tài)下，負(fù)序電流的值也會(huì)出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，而在配網(wǎng)系統(tǒng)周圍必然會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，時(shí)間一長噪音也會(huì)影響縱向識(shí)別系統(tǒng)的判斷，所以我們應(yīng)該用很短的時(shí)間，高效的處理負(fù)序電流所帶來的信息，以此來定位故障與查明故障，以便提出高效的處理辦法。為了進(jìn)行縱向識(shí)別系統(tǒng)的測(cè)定我們，進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，由于在實(shí)驗(yàn)過程中反饋線出現(xiàn)了一系列的故障問題其中部分具有過渡作用的電阻的阻值達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)，而系統(tǒng)模擬仿真一段時(shí)間后也出現(xiàn)了部分不平衡的問題。對(duì)此我們可以選擇縣有更高精度的“綜合負(fù)序矢量法”來計(jì)算，這種計(jì)算方法有效提升出現(xiàn)故障后的精度以及準(zhǔn)確值。

依照以上的計(jì)算方法就可以充分的利用電流中的突變量，將其充當(dāng)一個(gè)具有故障的線路來算，通過縱向識(shí)別系統(tǒng)的計(jì)算方法就可以得出上述故障判斷過程的數(shù)據(jù)。具體運(yùn)算的時(shí)候，例如：電流突變量為某一個(gè)固定的數(shù)值，如果新得到的數(shù)值偏離了這一固定數(shù)值，那么就開啟縱向識(shí)別系統(tǒng)，在識(shí)別過程中，兩個(gè)相鄰的線路可以對(duì)比一下它們的突變值，兩者之間會(huì)因?yàn)椴煌脑蚨a(chǎn)生一定的差值，當(dāng)新得到的數(shù)值超出某一固定數(shù)值的時(shí)候，系統(tǒng)將發(fā)出相應(yīng)的提示提示信號(hào)，同時(shí)也會(huì)將得到的相關(guān)數(shù)據(jù)傳到主站系統(tǒng)下的子站系統(tǒng)，子站系統(tǒng)會(huì)根據(jù)故障判斷功能來進(jìn)行判斷，可以對(duì)所得到的判別進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的判別評(píng)價(jià)，進(jìn)而得出相對(duì)應(yīng)的結(jié)論。

總結(jié)：綜上所述，單相接地故障是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)常見嚴(yán)重故障中的一種，故障發(fā)生原因眾多，解決方式多樣、復(fù)雜。因此，電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的管理應(yīng)加強(qiáng)對(duì)單相接地故障的判斷、識(shí)別與處理管理，利用科學(xué)的手段合理解決問題故障，查明故障發(fā)生的原因，并做好防御措施，減少故障對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)的損耗與經(jīng)濟(jì)效益的削弱，保護(hù)電力行業(yè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提升工作效率，完善電力沒施建設(shè)。

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作者簡(jiǎn)介：宣飛翔，陳坊，國網(wǎng)浙江諸暨市供電有限公司。