（海南电力技术研究院 570125）
摘要：配电网结构复杂,故障多发,尤以单相接地故障为甚。发生单相接地故障(又称小电流接地故障)后,系统可以带故障运行一段时间,且瞬时故障可以自行修复，供电可靠性较高。但接地故障会产生过电压,危害系统安全,甚至导致线路跳闸,造成供电中断。为保证系统安全和供电可靠性,必须迅速确定故障点位置以采取处理措施。
关键词：小电流接地系统； 故障定位； 技术现状； 问题；
0 引言
在配网自动化系统中，故障定位是至关重要的系统功能，能够为系统的稳定运行提供保障。采取故障定位方法，可以使故障出现的范围得到缩小，从而使系统故障处理效率得到提高。但是，小电流接地故障具有故障原因不稳定和故障电流不明显等特点，难以实现故障定位。因此，有必要加强小电流接地故障定位方法的研究，以便为电网的稳定运行提供更多保障。
1 小电流接地故障区段定位方法
1.1 辐射性小电流接线方式
配电网自动化设计一般具有开环运行与闭环设计的特点，不同的配网线路通过双电源形式形成环状结构，在正常情况下，双电源开关处于断开状态，配电线从变电站引出形成开环树状辐射接线结构， 该种接线方式为配电网常用的接线方式，如图1 所示。
1.2 故障定位和故障选线
在小电流接地系统中，若出现接地故障，没有出现故障的线路电压为线电压，尤其当小电流接地故障为间歇性弧光接地故障时，整个线路中性点电荷没有释放通路，引发弧光接地电压，配网线路的绝缘性受到较大挑战，较易转变为相间性短路，所以，当出现该种情况时，应尽快找出线路的故障发生位置，并尽快将故障排除。故障选线为在同一条母线上多条配电线路中找出小电流接地故障线路。如图2 所示：当配网自动化线路中有一条AB 支路发生小电流接地故障，技术人员根据故障特征，找出故障发生区段，该过程为故障定位。在整个配网系统中设置多个检测节点，以每个节点为检测区段，能够实现小电流接地故障区段的准确定位。
1.3 小电流接地故障特征信息的获取
小电流接地故障测点采用广域测量技术，通过GPS 全球定位系统，实时获取各个测量点的数据，并保证数据的同步性， 然后在GPRS 分组无线服务技术的支撑下实现GPS 检测数据的准确传输。技术人员可以根据各个测点的相位获取差别来实现小电流接地故障特征信息的获取。
1.4 故障区段定位方法
故障区段定位方法能自动从每个测点获取零序电流数据，有效的将配网线路的故障识别出来，并给出具体的小电流接地故障判断结果。图3为典型配网线路单电源辐射线路结构图。
相邻两个测点将整个线路分为不同区段，每个区段由两个测点进行界定，如图三中的F1 故障段为起始节点9 与子节点10 进行界定标示，形成节点集合，子节点与起始节点组成节点集合元素。此外，每个故障段也可能包含多个界定测点，如在F2 小电流接地故障段内，起始节点1 与子节点2 和子节点7 及子节点9 形成了节点界定，该界定集合有四个元素，分别为1、2、7、9。
2 小电流接地故障区段定位
2.1 中性点小电流接地故障特征分析
当单电源辐射结构出现小电流接地故障时，其内所含的零序电流具有较强的不稳定性，该不稳定性会直接影响到配网线路母线段内故障信息的判断。此外，配网线路中所含支路数量越多，总体的传输距离越远，配网线路人工故障检测的方式效率将大大下降。当中性点非有效接地系统出现故障时，相当于在系统内加入了零序电压源，会导致线路内感抗系数降低，导致整条线路零序电压数值相同，非故障线路内零序电压数值为零。
2.2 消弧线圈接地系统故障特点分析
在配网自动化系统运行中，消弧线圈对整个系统有着较大的补偿作用。所以，配网自动化系统中中性点采用消弧线圈进行接地时， 较易出现配网线路电流幅值小于零序电流的可能性，如果出现小电流接地故障，配网自动化系统能运行，但其运行时间应小于2h。
2.3 小电流接地故障区段定位机理
在较长段配网线路中一般均设置2~4 个负荷开关，如果该区域内电力负荷的密度较大，则可以在每千米范围内设置一个负荷开关。对于农村或者城市周边地区，可以按照具体配电变压器的容量大小计算配电开关的数量。例如选择每MVA容量设置一个负荷开关。在进行负荷开关位置零序电流测量时，可以根据配网线路辐射结构计算确定出最终的干线与支线，然后根据不同的区域进行测试范围的划分。当小电流接地故障进行分区后，技术人员可以采用特定装置对各个区域零序电流的实际分布数额进行采集，从而更好的将小电流接地故障识别出来。与配网线路的分段原理较为类似，可采用测点相邻矩阵的方式实现小电流接地故障与节点的描述，将线路末端与零序电流测量节点之间的相邻关系表示出来。通过对各个故障监测点数据的分析， 可以将两个节点之间配网线路运行情况表示出来，从而掌握小电流接地故障的具体位置。图4 为典型的单电源辐射结构线路分区示意图， 相邻负荷开关处测点将线路分成了不同区。
整个配网自动化分区可以由两个节点进行分区， 也可以由三个节点进行分区， 如可以由10 节点与11 节点标示一个分区，也可以由2、3、5 号进行界定组成一个系统。当出现小电流接地故障时，可对每个单独的系统进行分析，从而确定出小电流接地故障位置。
3、结束语
综上所述，基于暂态电流相似性的算法在某些特殊位置不适用，现场极易出现的电流互感器极性反接也会影响基于电流极性的定位算法的定位效果。这些因素大大制约了定位技术在配网自动化系统中的应用。因此，通过分析研究小电流接地故障特征，提出一种适用于配网自动化系统的、可靠性高的定位方法，是提高供电可靠性的重要途径。
参考文献
[1]刘瑞.小电流接地故障定位方法及其应用研究[J].轻工科 技,2015,09:61-62.
[2]薛永端,徐丙垠,李天友等.配网自动化系统小电流接地故障暂态定位技术[J].电力自动化设备,2013,12:27-32.
论文作者:万信书
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/6
标签：故障论文; 电流论文; 节点论文; 区段论文; 网线论文; 线路论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第2期论文;