基于主動(dòng)擾動(dòng)技術(shù)的配電網(wǎng)單相接地故障測(cè)距方法研究.pdf

1、配電網(wǎng)作為向負(fù)荷分配電能的末端環(huán)節(jié)，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)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(dāng)發(fā)生單相接地故障后如果不及時(shí)處理，可能會(huì)引發(fā)兩點(diǎn)或多點(diǎn)的故障擴(kuò)散，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行造成危害。因此，快速、準(zhǔn)確的故障定位技術(shù)對(duì)配網(wǎng)安全運(yùn)行以及保證供電可靠性具有重要意義。
　　當(dāng)前關(guān)于故障定位的研究主要集中在三個(gè)方面:故障測(cè)距定位、信號(hào)注入法定位和故障點(diǎn)的區(qū)段定位。故障測(cè)距定位是指利用故障饋線中的電氣信息，迅速準(zhǔn)確的計(jì)算出饋線始端至故

2、障點(diǎn)的距離;信號(hào)注入法定位是指對(duì)故障饋線注入特定的信號(hào)，通過對(duì)特定信號(hào)的跟蹤尋跡確定故障位置;故障區(qū)段定位是指對(duì)發(fā)生故障的供電區(qū)段進(jìn)行定位、隔離，排除故障隱患，以便迅速恢復(fù)非故障區(qū)段的正常運(yùn)行。
　　當(dāng)前我國(guó)中壓配網(wǎng)中性點(diǎn)廣泛采用經(jīng)消弧線圈接地運(yùn)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(guān)器件因其動(dòng)作的迅速性而開始應(yīng)用于諧振接地系統(tǒng)中消弧線圈的調(diào)節(jié)，如“調(diào)匝式”消弧線圈阻尼電阻的投切、“調(diào)容式”消弧線圈補(bǔ)償電容的投

3、切等。通過對(duì)消弧線圈中電力電子開關(guān)的控制可產(chǎn)生瞬時(shí)擾動(dòng)以用于系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)量。基于這種思想，本文提出一種諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的故障測(cè)距方法。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，消弧線圈中的阻尼電阻會(huì)被電力電子開關(guān)迅速旁路退出運(yùn)行，以便充分補(bǔ)償故障點(diǎn)處電容電流。鑒于電力電子開關(guān)的可控性，此時(shí)若控制即將導(dǎo)通的電力電子開關(guān)延遲觸發(fā)導(dǎo)通，等效于將阻尼電阻短時(shí)投入運(yùn)行，進(jìn)而引起故障饋線電壓、電流隨之發(fā)生輕微擾動(dòng)，通過在故障饋線始端對(duì)該擾動(dòng)的檢測(cè)記錄，并

4、對(duì)其分析計(jì)算即可得出故障線路始端至故障點(diǎn)的距離。
　　本文利用電路原理對(duì)該擾動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了分析，同時(shí)推導(dǎo)了基于主動(dòng)擾動(dòng)技術(shù)的單相接地故障距離的計(jì)算公式。該方法通過對(duì)電力電子器件的控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生時(shí)間和幅值的控制，提高了信號(hào)可辨識(shí)度;并且由于擾動(dòng)信號(hào)中含有豐富的頻率成分，利用其可得到故障饋線在多個(gè)頻率下的頻域特性，進(jìn)而求得多個(gè)頻率下故障點(diǎn)距饋線始端的距離，為測(cè)距結(jié)果的進(jìn)一步優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持。通過對(duì)數(shù)據(jù)的擬合剔除不

5、合理結(jié)果，減小單頻率下的計(jì)算誤差對(duì)測(cè)距準(zhǔn)確性的影響，提高了計(jì)算精度。
　　為了驗(yàn)證所提測(cè)距方案的有效性，本文進(jìn)行了故障測(cè)距仿真分析與模擬實(shí)驗(yàn)。在仿真分析中，對(duì)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(jìn)行了仿真模擬，提取分析擾動(dòng)波形數(shù)據(jù)，計(jì)算故障距離。在模擬實(shí)驗(yàn)中，搭建諧振接地系統(tǒng)模擬平臺(tái)，制作了擾動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，通過此裝置控制阻尼電阻的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生，然后在不同情況下進(jìn)行單相接地故障的模擬實(shí)驗(yàn)，處理擾動(dòng)信