基于主動擾動技術的配電網單相接地故障測距方法研究.pdf

1、配電網作為向負荷分配電能的末端環(huán)節(jié)，由于其結構復雜，分支眾多，因此容易發(fā)生接地故障尤其是單相接地故障。當發(fā)生單相接地故障后如果不及時處理，可能會引發(fā)兩點或多點的故障擴散，對電網的運行造成危害。因此，快速、準確的故障定位技術對配網安全運行以及保證供電可靠性具有重要意義。
　　當前關于故障定位的研究主要集中在三個方面:故障測距定位、信號注入法定位和故障點的區(qū)段定位。故障測距定位是指利用故障饋線中的電氣信息，迅速準確的計算出饋線始端至故

2、障點的距離;信號注入法定位是指對故障饋線注入特定的信號，通過對特定信號的跟蹤尋跡確定故障位置;故障區(qū)段定位是指對發(fā)生故障的供電區(qū)段進行定位、隔離，排除故障隱患，以便迅速恢復非故障區(qū)段的正常運行。
　　當前我國中壓配網中性點廣泛采用經消弧線圈接地運行方式。近年來隨著容量、耐壓和可靠性的逐漸提高，電力電子開關器件因其動作的迅速性而開始應用于諧振接地系統(tǒng)中消弧線圈的調節(jié)，如“調匝式”消弧線圈阻尼電阻的投切、“調容式”消弧線圈補償電容的投

3、切等。通過對消弧線圈中電力電子開關的控制可產生瞬時擾動以用于系統(tǒng)參數的測量?；谶@種思想，本文提出一種諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的故障測距方法。當發(fā)生單相接地故障時，消弧線圈中的阻尼電阻會被電力電子開關迅速旁路退出運行，以便充分補償故障點處電容電流。鑒于電力電子開關的可控性，此時若控制即將導通的電力電子開關延遲觸發(fā)導通，等效于將阻尼電阻短時投入運行，進而引起故障饋線電壓、電流隨之發(fā)生輕微擾動，通過在故障饋線始端對該擾動的檢測記錄，并

4、對其分析計算即可得出故障線路始端至故障點的距離。
　　本文利用電路原理對該擾動信號的產生機理進行了分析，同時推導了基于主動擾動技術的單相接地故障距離的計算公式。該方法通過對電力電子器件的控制，實現了對擾動信號產生時間和幅值的控制，提高了信號可辨識度;并且由于擾動信號中含有豐富的頻率成分，利用其可得到故障饋線在多個頻率下的頻域特性，進而求得多個頻率下故障點距饋線始端的距離，為測距結果的進一步優(yōu)化提供了數據支持。通過對數據的擬合剔除不

5、合理結果，減小單頻率下的計算誤差對測距準確性的影響，提高了計算精度。
　　為了驗證所提測距方案的有效性，本文進行了故障測距仿真分析與模擬實驗。在仿真分析中，對不同故障位置、接地電阻和晶閘管觸發(fā)角度下的單相接地故障進行了仿真模擬，提取分析擾動波形數據，計算故障距離。在模擬實驗中，搭建諧振接地系統(tǒng)模擬平臺，制作了擾動信號發(fā)生器，通過此裝置控制阻尼電阻的工作狀態(tài)，實現擾動信號的產生，然后在不同情況下進行單相接地故障的模擬實驗，處理擾動信