考虑相电流突变量的配网自动化系统中单相接地故障区段定位方法.pdf
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1、Telecom Power Technology 222 2023 年 9 月 25 日第 40 卷第 18 期Sep.25,2023,Vol.40 No.18运营维护技术DOI:10.19399/ki.tpt.2023.18.074考虑相电流突变量的配网自动化系统中单相接地故障区段定位方法王喻田,游 威(国网荆门供电公司高新区供电中心,湖北 荆门 448000)摘要:为实现对配网自动化系统中单相接地故障区段的准确定位,在考虑相电流突变量的前提条件下,开展对定位方法的设计研究。提取并处理相电流突变量,根据启动判据,启动区段定位装置,计算单相接地故障相关系数,实现区段定位。通过实例,从稳态判据计
2、算和突变方向 2 个方面验证新定位方法定位结果的准确性,证明该方法具备应用可行性。关键词:相电流突变量;自动化;故障区段;单相接地A Method for Locating Single-Phase Grounding Fault Sections in Distribution Automation Systems Considering Phase Current Sudden VariablesWANG Yutian,YOU Wei(State Grid Jingmen Power Supply Company High Tech Zone Power Supply Center,Jin
3、gmen 448000,China)Abstract:In order to accurately locate the single-phase grounding fault section in the distribution network automation system,the design and research of the positioning method are carried out under the premise of considering the sudden change of phase current.Extract and process ph
4、ase current sudden variables,start the section positioning device based on the starting criteria,calculate the correlation coefficient of single-phase ground fault,and achieve section positioning.Through examples,the accuracy of the new positioning methods positioning results is verified from two as
5、pects:steady-state criterion calculation and sudden change direction,proving its feasibility in application.Keywords:phase current sudden variable;automation;section;single-phase grounding0引言在全球经济和社会持续发展的背景下,电力在人们的生产和生活中越来越重要。但是,电力是一种不能大规模储存的能量,因此需要从电力系统中实时获得所需要的电力1。电力系统由发电厂、输电线路、变电站以及配电设备等组成,提供了电能的
6、生产、转换和传输能力。配电网是电力系统中负责将电能从供电源输送到用电设备的综合网络,其作用是实现电能的传输和分配,将电能从发电厂经过输电线路和变电站传输到终端用户。同时,电力系统可以划分为配电系统和输电系统,80%以上的电力系统主要由配电系统组成,这意味着大部分的电能传输和供应都是通过配电系统实现的2。为确保电力供应的可靠性,目前国内配电系统常采用不接地或通过消弧线圈接地的小电流接地方式减少对设备和人员的危害。相比输电网络,配电网络需要覆盖更多的用电客户,如住宅、商业建筑、工业厂房等。因此,配电网络的拓扑结构通常更加复杂,包括变电站、配电房、配电箱以及电缆线路等多个组成部分,以满足不同用电客户
7、的需求,实现电力供应的细分和精细化管理。伴随着经济社会的发展,电力系统的配电网为满足各种需求不断进行改造和升级。这涉及到新的配电装置、线路的添加和更换、调整原有的拓扑结构。所有这些变化都使得配电网的拓扑复杂化程度增加,进而增加了故障定位的难度。为进一步提升配电网络的安全水平,需要研究一种高精度、高健壮性、高适应性的接地故障检测方法。基于此,在考虑相电流突变量的情况下,开展对配网自动化系统中单相接地故障区段定位方法的设计研究。1相电流突变量提取与处理在对配网自动化系统中单相接地故障区段定位时,应优先考虑相电流的突变问题,对突变量进行提取和处理。只有获得各相的电压、电流突变量,才能进行分段定位。可
8、以用电流互感器测量相电流,该电流互感器的突变量用公式表示为()()00iitmTitmT=+(1)式中:()()00iitmTitmT=+为相电流突变量;()()00iitmTitmT=+为相电流;t0为故障发生时间;m 为整数;T 为工频周期。由式(1)获取的相电流突变量可以描述故障发生时相电流与正常工作时相电流之间的差异。在相位上,由于变压器的数量较多,容易引起铁磁共振,而且造价较高,因此提出了一种采用电容式分压器进行相位电压测量的新方收稿日期:2023-07-25作者简介:王喻田(1988),男,湖北荆门人,本科,工程师,主要研究方向为电网建设及自动化。2023 年 9 月 25 日第
9、40 卷第 18 期 223 Telecom Power TechnologySep.25,2023,Vol.40 No.18 王喻田,等:考虑相电流突变量的 配网自动化系统中单相接地故障区段定位方法法,基本原理如图 1 所示3。探头内部信号处理C2C1Cx图 1利用电容式分压器进行相电压测量的原理其中 Cx表示架空线与架空线间的当量电容,其数值取决于有无绝缘,当架空线为裸导线时,Cx的取值为;为绝缘导线时,Cx的数值取决于绝缘层的数量。需要注意的是,应在安装探头之前进行相关测试和精确测量,以确定导线之间的绝缘状况,从而确定 Cx的取值;C1表示内嵌的探测器采样电容,电容值是一个不变的值。C2
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