智能配网单相接地故障自愈技术研究及应用

1、    智能配网单相接地故障自愈技术研究及应用    林敏洪摘 要： 本文在智能配网发展要求的基础上，提出智能配网单相接地故障自愈技术，分析技术原理和技术要求，并提出技术发展中存在的问题，针对问题和技术原理对智能配网单相接地故障自愈技术进行优化，提出优化方案。关键词： 智能配网；单相接地故障；自愈技术1.智能配网发展要求1.1供电可靠性由于生产的发展导致我国停电事故频发，造成直接的经济损失不可估计，甚至影响了正常社会秩序。在这样的背景下，我国电力系统和电力部门必须要加强智能配网建设，建立相应的可靠性保证制度，做好智能配网的可靠性研究，加强基础数据的统计与

2、管理，进一步做小故障影响的范围，在尽可能短的时间内处理好事故。1.2配网供电经济性自2012年以来我国开始提出“低碳经济”，在智能配网以及供电方面提出了更高的智能要求，在智能化以及自动化提高供电质量的背景下尽可能的降低线损。在目前，我国智能配网发展中提出重构配电网络、提高智能配网电压等级、更换导线等方式极大的降低了智能配网的线损。1.3提高供电能力目前配网的设计中，以满足峰值负荷为标准。在配网的实际运用中，由于每条线路负荷差异、负荷日曲线的差异、峰值时间分布差异等，导致在配网实际运行中存在负荷分布不均衡问题，极不均衡问题凸显。最终在配网中的直接表现是线路和设备利用率大幅度下降、线损提高。在这种

3、背景下，通过智能配网、自动化配网能够实现对配网的进一步优化控制，通过重负荷、过负荷的自动化、智能化转移，提高馈线负荷率，保证供电能力的提高。1.4电能质量改善在科学技术、工业技术发展背景下，形形色色的电力负荷出现，目前非线性、冲击性负荷的使用也成为了公用电网中的干扰成分，直接影响了电能质量。智能化、自动化配网的出现，成为提高、改善电能质量的重要手段，通过精密仪器设备以及智能化控制，能够实现对配网的优化控制，从而提高电能质量。2.智能配网单相接地故障自愈技术分析在当前智能配网和自动化配网发展中，中性点非有效接地方式成为最普遍的接地方式。当这一接地方式发生故障时，不需要立即停止对用户供电，通过自愈

4、技术实现。在智能配网单向接地故障自愈技术的应用中，会通过智能化系统进行单相接地系统的自我检测，然后根据检测结果进行单相接地故障区段识别，在识别基础上进行故障隔离和故障选线，在不影响正常供电的基础上进行单相接地故障自愈。2.1故障检测作为智能配网中最常见的单相接地方式中性点非有效接地。当单相接地故障发生时，系统会检测到接地相电压发生降低，健全相电压升高，同时系统还会检测到零序电压升高。通过智能配网中单相接地故障自愈技术系统，可以结合电压以及电气量来有效判定整个系统中是否发生了单相接地故障。目前常用的故障检测系统一般在母线上添加电压互感器开口三角侧电压实现。当智能配网单相接地系统正常的时候，电压互

5、感器开口三角侧电压仅仅表现为不平衡电压；当故障发生时，电压发生变化，一般升高为原来三倍的相电压。通过电压互感器开口三角侧电压的测量，能够判断系统是否发生了单相接地故障。2.2接地选线一旦智能配网中发生单相接地故障时，故障点会显示产生故障行波，当故障行波传播到测量点母线时，根据物理原理发生折射与反射。经过折射和反射的行波一部分经过非故障线路，另一部分会经过故障线路。这样能够保证故障线路和非故障线路均检测到初始行波，但是对于两者而言检测到的故障行波幅值会有所不同，一般故障线路的初始行波幅值较大，且极性和非故障路线相反，通过这一原理能够正确的选择单相接地线路，能够很好应用于单相故障接地选线中。2.3

6、故障区段识别要进行故障隔离，首先必须要准确的进行故障区段的识别。不仅仅行波选线技术能够在智能配网单相接地选线中应用，而且合理的运用行波选线技术能够确定故障区段。在智能配网的变电站和开关站中综合运用行波选线技术进行行波选线，综合相邻行波选线技术的选线结果进行分析，最终能够确定故障区段，实现故障区段识别。2.4故障隔离當发生单相接地线路故障之后，通过检测以及故障区段识别，然后进行故障隔离，主要是对故障线路的电源侧和负荷侧进行隔离。常用的故障隔离方式有两种，一种是先断开电源侧开关，并断开负荷侧的开关。另一种故障隔离方式是先断开侧负荷开关，然后再断开电源侧开关。这两种故障隔离方式中第一种能够保证设备的

7、安全。在单相接地故障中，发生故障并不会造成短路回路，这样就不会对负荷供电造成影响，因此对于闭环的配电系统而言，可先闭合负荷侧的联络开关，然后断开负荷侧的进线开关，实现接地线路负荷侧与系统隔离，还能够保证负荷不失电，最后再断开电源侧的开关，最终实现了故障隔离。一般在当前智能电网的发展中，单相接地自愈技术往往采用此种隔离方案，能够有效的保障负荷不失电。3.智能配网单相接地故障自愈技术中存在的问题作为配网供电中最常见故障之一，为保证配网供电的正常运行，发现单相接地故障并解决这一问题成为人们研究的重点，目前在单相接地故障方面，现场处理方案经过发展完善之后已经具有了故障自愈的雏形，但是在智能配网单相接地

8、故障自愈技术的发展中还存在一些问题。3.1选线技术不成熟虽然智能配网以及智能配网单相接地故障自愈技术得到了一定的发展，但是在单相接地选线技术方面还相对不成熟，尤其是在选线技术理论研究不足，不完善。当利用单相接地选线技术的时候，一旦现场接地线路选择不准，就无法实现故障自愈。3.2接地选线技术无选择性在智能电网的发展中，线路经常会经过开关站，当配电线路分段运行的时候，需要进行接地选线技术，但是现有接地选线技术往往没有选择性，在单相接地故障选线技术中无法实现故障自愈。3.3单相接地故障容易引起设备故障一般在单相接地过程中，会进行人工转移负荷，单相接地由于存在的时间较长，长时间的非故障相电压升高和故障

9、点电弧引起相同短路和设备损坏，无论是设备损坏还是线路短路，均会直接导致故障自愈失败。4.智能配网单相接地故障自愈技术优化方案本文基于智能配网单行接地故障自愈技术提出了优化方案，优化方案图如图1所示。图1 智能配网单相接地故障自愈技术优化方案系统图该系统变电站中一共有两台主变，变电站的下一级为开关站。当该系统正常运行的时候，i段母线和ii段母线分列运行，-开关站的两条母线也处于分列运行状态。线路l113位开关站线路的负荷进行供电，同时开关站线路负荷的供电也可以由l123实现。为实现单相接地故障自愈采用了故障自愈装置。通过单相接地故障自愈装置实现对变电站以及开关站内部的母线电压、线路电流以及开关动作的实时监控，并且能够通过监控数据判断配电线路的运行状况，控制开关动作。通过故障自愈装置，能够最终实现接地线路判定以及接地线路隔离等单相接地故障自愈相关操作，最终实现接地故障自愈。结论随着配网智能化、自动化的发展，新的问题被提出。智能配网单相接地故障自愈技术作为保证智能配网可靠性的基础，加强自愈技术的研究对其发展具有重要的实践意义。参考文献1李咸善，张羽. 基于频率调整策略的微电网多目标优化自愈控制j/ol. 电网技术，：1-9（2016-11-03）.2张展宁，李红超. 智能配电网自愈技术及其经济评价j. 电