摘要：我们主要是对配电网单相接地故障的区间定位方式进行研究。根据理论分析，了解到了短路故障线路区段前后端零序电压和灵虚电路相位之间的差，可以精准的对出现短路的线路区间进行定位。此种方式也能够应用到金属性接地短路故障和非金属接地短路故障。而通过仿真实验能够了解到这种方式具有很高的理论价值。
关键词：零序电压；零序电流；相位
我国所采用的配电线路，主要是运用小电流接地系统来运行。运用这种中性点不接地的形式，好处在于如果出现单向接地故障的话，故障电流值就不会太大，同时线电压不会出现变动，能够暂时进行运行，这样的话就不会对用户的供电造成影响。要是长时间运行，那么就会出现中性点电位偏移的情况，这样就很容易导致绝缘的不完善部分被打穿，从而形成相间短路，让故障严重程度变大，从而对供电造成不好的影响。因为小电流接地系统单向接地故障电流不大，在检查故障的时候具有一定的难度，采用传统的定位方式，精准度不会太高。所以怎样快速、精准的发现故障区域，然后将其进行隔离就成为了一项非常重要的工作。那么下面我们就来具体的讨论一下相关的话题。
一 故障定位方法
有关小电流系统单向接地故障定位的方式具有非常多的种类，而且每种都具有优点和缺点。其中主要的包括：制定出了基于信息和模拟推理进行结合的故障定位方法；“S注入法”故障定位原理；采用离散 小波变换、行波测距原理在故障段中实现了故障准确定位；基于区段零序能量的定位方式；监测馈线上个开关当中的零序电压以及零序电流，并对区段的各端电传送进此区段的零序电流的和进行运算，这样就能够对故障进行准确的定位。
由于供配自动化技术的提高，现在很多的供配电馈线中都对能够进行测量、通信的FTU采取了安设工作，这样就能够准确的对故障进行定位。我们应该与FTU进行结合，然后分析配电网中的零序电压、零序电流之间的相位关系，从而精准的对故障进行定位。
二、配电网单相接地故障原理分析
如果某线路出现了金属性接地故障，那么这个时候配电线路网络电容电流分布情况，可以用以下的公式来进行运算：
Ios=1/3（Ibs+Ics）=-jwCosUA=jwCosUdo
Ioii=1/3（IBI+Ic1）=-jwCoiiUA=UA=jwUdo
在这组式子当中，Udo代表的是故障点的零序电压。
故障线路I，位于B相以及C相之上，和没有出现故障的线路是相同的，流有其自身的电容电IBI，Ici，不一样的地方在于，在接地点要流回全系统 B相和C相对地电容 电流之和，值是：ID=（IBI+IcI）+（IBII+IcII）+（IBS+Ics）
这个电流要从A相流回去。所以，IAI=-ID通常代表的是A相所流出的电流。如此一来，在线路I流出的零序电流则可以表示为：I0I=1/3（IAI+IBI+ICI）=IOI=1/3[IBI+ICI-（IBn+ICii）-（IBI+ICI）-（IBS+ICS）]，要是把Ios=1/3（Ibs+Ics）=-jwCosUA=jwCosUdo结合进I0I=1/3（IAI+IBI+ICI）=IOI=1/3[IBI+ICI-（IBn+ICii）-（IBI+ICI）-（IBS+ICS）]当中，那么就能够下面的公式：IoI=-jw（CoII+Cos）Udo。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同样的情况，如果出现非金属性接地短路故障的话，能够用下面的公式来表示：IOii=jwCoIIUo=AwCoIIUej（90°-a）；IoI=-jw（COI+COS）Uo=Aw（CoII+Cos）Ue-j（90°+a）；IOI=jwC0IU0=AWC0IUej（90°-a）
通过上面的介绍能够了解到，如果配电线路出现单向接地短路的情况，那么零序电压和零序电流之间的关系则为：
（1）不在故障区域的超前零序电压为90°；故障区域的零序电压滞后零序电压也为90°；不过在故障和非故障区域内，零序电流之间要差180°。
（2）无论是在故障区域，还是不再故障区域，各段零序超前和滞后的零序电压均为90°。如果出现非金属性接地故障的话，那么接地电阻不会给零序电流与零序电压的相位差造成干扰，不过却会对幅值造成干扰。
通过上面的介绍我们能够了解到，相关工作人员能够通过这两种方式来精准的掌握哪个区域出现了单相接地短路故障。
三、C型行波法和S注入法的原理
C型行波法主要是通过离线的方式，往母线的一侧中传送进高压脉冲信号，然后再通过采集卡，来收集反射的波形，并做好对数据的纪录工作。紧接着，还要对波形的具体情况采取研究，以及给有关的数据进行处理，从而通过运算，来获取大致的距离。要是传送脉冲信号的时间为t1，故障区域的反射信号传送到信号检查点的时间是t2，那么故障区域以及检查点之间的距离可以用下面的公式来表示：XM=t2-t1/2v。在这个式子当中，v代表的是行波在线路里的传传送速率。
S信号注入法主要是利用母线PT往接地线的接地相传送S信号电流，频率主要是位于工频和次谐波之间，之后采用专门的信号电流检测器，来找到故障的具体方位。在对接地线路采取检测期间，如果某个区域没有来了信号，那么该区域就是接地点。如果在有分支线路的状况下，只需在距离分支点6m的位置，来给所有的分支采取检测，那么所检测到的信号电流的分支也就是接地点的分支。
四、Matlab仿真分析
采用Matlab当中的Simulink，能够给配电网采取仿真工作。在进行仿真分析期间，主要要用到断路器以及线路分段开关。仿真过程中，各个线路的长度均是L=2km。如果在某一线路当中出现单相金属性接地故障，那么就能够了解到零序电压超前零序电流以及电压的角度都是90°。而如果出现故障情况，零序电流相位90°，和理论分析的实际状况能够保持一致。
如果出现非金属性接地故障的话，会由于故障接地电阻的加大，让馈线中每处的零序电压以及电流的相位角也会出现变动，不过会一直能够符合上面所介绍过的要求，那就是：在故障区域前端的零序电压以及电流，相位均为90°。而在非故障区域当中，后端零序电压、电流相位为90°，通过这样的实际情况，就能够准确的掌握故障区域的实际状况。
在采用Matlab进行仿真的过程中，能够和FTU装置进行结合，以此准确的对零序电压、电流的相位值采取测试，如此一来就能够很大程度的降低故障定位运算量，从而可以迅速正确的掌握故障区域当中的情况。
结束语
通过以上内容我们能够了解到，我们主要是和配电网单相接地短路故障的原理进行融合，然后给故障区域的前后端的零序电压以及电流的相位差采取认真的研究。并通过研究发现，可以采用它们之间的相位差来对故障采取精准的定位。此方式如果能够和FTU进行结合，那么还可以获得很好的仿真效果，这样一来就能够确保其具有非常好的发展前景。
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论文作者:车晓涛1,卜祥洲2,尚德3,程双鹏4,马晓飞5
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：故障论文; 电流论文; 电压论文; 单相论文; 区域论文; 线路论文; 相位论文; 《电力设备》2018年第19期论文;