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【摘 要】文章首先介绍了配电网系统故障特点,详细分析配电网故障选线技术,提出配电网故障选线系统,进一步缩小接地故障的查找范围,提高配电网运行的可靠性.
【关 键 词】配电网；故障选线；消弧线圈；可靠性
1.配电网系统故障特点
配电网的中性点采用消弧线圈接地方式,系统发生接地故障时,由于消弧线圈的补偿作用,故障线路的电气量变化并不明显,使故障线路查找变得困难.系统发生接地故障,消弧线圈的补偿过程如图1所示,其中L为消弧线圈,C为系统电容,R为故障点的接地电阻,IL、IC、If分别为消弧线圈补偿电流、系统的电容电流、故障点的残流.
图1消弧接地系统接地故障原理图
从图1可以得出：线路发生接地故障,系统线路对地的电容电流IC流过故障点,由于消弧线圈的补偿电流IL与电容电流IC是数值相等方向相反,因此故障点的故障电流If几乎为0,大大减小了故障点的电流,当系统发生了瞬时性接地故障,由于消弧线圈的补偿作用,接地故障自行消失,保证系统运行的可靠性；当系统发生弧光接地故障时,由于消弧线圈的补偿作用,弧光接地故障消失,防止非故障相电压继续升高,避免弧光接地过电压产生,保障了系统运行的稳定性；当系统发生永久性接地故障时,由于消弧线圈的补偿作用,接地点故障电流较小,系统可带电运行2h,大大减少停电次数,提高整个电网的运行可靠性,但故障线路的故障电流较小,使故障线路判定变得困难.
2.配电网故障选线技术
配电网系统中,线路分支较多,运行方式复杂,线路的管理维护工作量很大.当系统发生故障时,故障查找非常困难,而故障选线技术和选线产品的研发,大大缓解了这一问题.
2.1故障选线方法
行波法.该方法利用根据行波理论（线路发生故障时,会产生向线路两端传播的行波信号）,利用在线路测量端捕捉到的暂态行波信号可以实现故障定位.该方法有一定的优点,可以把故障点确定在较小范围内,方便用户快速准确查找故障点,适合于网络分支较少线路.而配电网出线分支较多,线路分支处和负荷处均为波阻抗不连续点,行波在波阻抗不连续点的折射和反射造成线路一端测得的行波波形将特别复杂,很难正确识别出故障点的反射波,故障定位困难.
信号注入法.该方法需要借助外部信号设备,提供故障检测信号,当系统发生接地故障时,安装在变电站的信号源主动向母线注入一个特殊的信号,这样这个特殊信号在接地点和信号源构成的回路上流过,即只在故障线路上流过,选线装置通过检测到这个特殊信号在众多线路中找出故障线路.该方法可以提高消弧线圈系统接地故障选线的准确性,但注入信号的注入时间和注入量如果不能很好地限制,会影响电网系统运行的稳定性.
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小扰动选线方法.小扰动选线方法利用现代电力电子技术,采用快速可控式消弧线圈（通过可控硅控制消弧线圈的电感变化）与小扰动选线装置配合实现.小扰动选线原理是依据残流的变化量进行选线,该选线方法不需要获得较大的信号而将残流增多,减小选线过程对电网的影响.该选线方法操作时间短,在短时间内可以连续进行多次选线,扰动机制灵活可变,保证了选线功能的灵活性和快速性.但该选线方法只能在连续可调的相控消弧线圈的接地系统中应用,对于其它消弧线圈则不能使用,另外,该方法的选线准确性与扰动信号的扰动时间和扰动幅度直接相关,在实际使用过程中,由于其它因素影响,扰动信号很难配合得当,影响故障选线的准确性.
首半波法.该方法采样接地瞬间的电容电流首半波与接地瞬间的电压首半波,比较其相位.当采样接地瞬间电容电流突变且大于一定数值,并且与接地瞬间电压首半波同相,同时导线对地电压降低,则判断线路发生接地.首半波法的前提条件是故障需发生在相电压接近最大值瞬间,但如果在接地故障发生在电压的零点附近时,其值较小,导致首半波检测存在检测死区,从选线原理上,该方法存在一定缺陷.
2.2并联中电阻选线方法
图2配电网接地系统示意图
根据以上分析可知,在消弧线圈接地系统中,接地故障时故障电流较小,常用的故障选线方法在实际应用中均存在着一定的局限性.下面介绍并联中电阻选
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