基於負序電壓的配電網故障定位方法
發布時間:2011-11-17
中心議題:
引言
提ti高gao供gong電dian可ke靠kao性xing是shi供gong電dian企qi業ye一yi項xiang基ji本ben任ren務wu,也ye是shi一yi項xiang常chang規gui任ren務wu。供gong電dian可ke靠kao性xing不bu僅jin涉she及ji到dao供gong電dian企qi業ye本ben身shen的de經jing濟ji效xiao益yi,更geng涉she及ji到dao用yong戶hu的de經jing濟ji利li益yi。隨sui著zhe電dian力li市shi場chang化hua程cheng度du和he人ren民min生sheng活huo水shui平ping的de提ti高gao,供gong電dian可ke靠kao性xing越yue來lai越yue受shou到dao人ren們men的de關guan注zhu。據ju統tong計ji,電dian力li用yong戶hu遭zao受shou的de停ting電dian事shi故gu95%以上是由配電網引起的(扣除發電不足因素),其中大部分是故障原因。我國配電網停電的主要原因有限電(電源不足或線路過負荷)、計劃檢修、事故檢修、市shi政zheng建jian設she等deng。隨sui著zhe電dian力li供gong需xu關guan係xi的de緩huan和he以yi及ji城cheng網wang改gai造zao和he建jian設she的de深shen入ru,備bei用yong容rong量liang和he線xian路lu增zeng多duo,限xian電dian和he計ji劃hua檢jian修xiu造zao成cheng的de停ting電dian時shi間jian都dou大da幅fu度du減jian少shao,故gu障zhang檢jian修xiu停ting電dian逐zhu步bu成cheng為wei影ying響xiang供gong電dian可ke靠kao性xing的de主zhu要yao因yin素su。當dang前qian的de城cheng網wang改gai造zao采cai用yong了le線xian路lu自zi動dong分fen段duan器qi,當dang發fa生sheng永yong久jiu性xing故gu障zhang時shi可ke以yi隔ge離li出chu故gu障zhang線xian路lu區qu段duan,減jian少shao停ting電dian範fan圍wei,但dan檢jian修xiu時shi還hai是shi要yao根gen據ju經jing驗yan判pan斷duan故gu障zhang點dian的de準zhun確que位wei置zhi。在zai故gu障zhang段duan內nei有you很hen多duo分fen支zhi和he配pei電dian變bian壓ya器qi,要yao查zha找zhao故gu障zhang點dian位wei置zhi需xu要yao較jiao長chang時shi間jian。配pei電dian網wang與yu輸shu電dian網wang有you很hen大da的de不bu同tong,很hen多duo輸shu電dian網wang成cheng熟shu的de技ji術shu並bing不bu適shi用yong於yu配pei電線路。
目前針對配電線路的實用故障診斷方法仍很匱乏。故障距離的計算一般是根據短路的特點及邊界條件,利用首端開關采集到的三相電流、三(san)相(xiang)電(dian)壓(ya)及(ji)線(xian)路(lu)參(can)數(shu)來(lai)計(ji)算(suan)故(gu)障(zhang)點(dian)到(dao)首(shou)端(duan)開(kai)關(guan)的(de)距(ju)離(li)。由(you)於(yu)配(pei)電(dian)線(xian)路(lu)較(jiao)短(duan),線(xian)路(lu)阻(zu)抗(kang)較(jiao)小(xiao),阻(zu)抗(kang)計(ji)算(suan)誤(wu)差(cha)較(jiao)大(da)。本(ben)文(wen)結(jie)合(he)我(wo)國(guo)配(pei)電(dian)網(wang)的(de)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang),采(cai)用(yong)比(bi)較(jiao)各(ge)節(jie)點(dian)電(dian)壓(ya)確(que)定(ding)故(gu)障(zhang)區(qu)段(duan),然(ran)後(hou)將(jiang)故(gu)障(zhang)區(qu)段(duan)始(shi)端(duan)故(gu)障(zhang)電(dian)壓(ya)與(yu)本(ben)線(xian)路(lu)末(mo)端(duan)短(duan)路(lu)時(shi)的(de)故(gu)障(zhang)電(dian)壓(ya)對(dui)比(bi),從(cong)而(er)能(neng)夠(gou)找(zhao)出(chu)故(gu)障(zhang)點(dian)的(de)確(que)切(qie)位(wei)置(zhi)。
1 相間短路故障定位原理
以BC相問短路為例,如圖1。
首先對各個節點相間電壓進行排序,最終確定負序電壓BC相間電壓最高點m,即
max(Ul2)=Ui2≠0(1)
而m點之後的某節點n,BC相間電壓為零,
即Uj≠0
其中,Ul為第1節點相間電壓;
那麼可以確定,此時相問短路故障發生在支路ij上。然後確定短路點距離f節jie點dian的de距ju離li。由you於yu配pei電dian線xian路lu長chang度du較jiao短duan,所suo以yi配pei電dian線xian路lu的de阻zu抗kang相xiang對dui較jiao小xiao,分fen段duan器qi之zhi間jian負fu荷he分fen支zhi又you很hen多duo,很hen難nan做zuo到dao精jing確que的de定ding位wei,本ben文wen提ti出chu一yi種zhong負fu序xu電dian壓ya比bi對dui的de方fang法fa,避bi免mian了le上shang述shu問wen題ti,取qu得de相xiang當dang不bu錯cuo的de效xiao果guo,能neng夠gou給gei出chu較jiao為wei準zhun確que的de距ju離li定ding位wei。
首先進行離線的短路計算,計算出各節點短路時,其本身和上遊節點的短路負序電壓。
考慮到10kV線路節點之間的長度較短,計算中采用的是進一步簡化了的:II型電路,即忽略了對地導納,隻計及導線的阻抗。
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其中:EM2為線路始端各相負序電壓;Uj2為j節點的各相負序電壓;
ZM2為線路始端與節點i間的等效負序阻抗矩陣;
Eij2為節點i、j間的等效負序阻抗矩陣;
這樣,隻需比較短路時實測m節點的電壓與線路末端短路m節點電壓的理論值,即可求得短路的位置。
2 單相接地短路故障定位原理
同兩相短路一樣,發生單相接地故障時,接地相電壓也會在一定程度上衰減,對接地短路采用同樣的方法可以確定接地故障的支路ij,然後確定短路點距離i節點的距離。
以A相發生接地故障為例,進行離線的短路計算,計算出各節點短路時,其上遊節點的短路電壓。若節點j點短路,則同樣有式(5),將邊界條件:

由式(17)可以看出,單相接地短路與兩相短路一樣,同樣得到式(15)的結論。
3 誤差分析
此方法的誤差主要由假設,即假設線路始端電壓不變引起。
下麵以BC相間短路對這兩個假設引起的誤差進行分析。
由式(19)可知,當線路始端電壓衰減程度一定時,線路始端到節點i的阻抗值越大則誤差越大,短路點越接近i點則誤差越小;當線路始端到短路點的阻抗值一定時,始端電壓衰減越多則誤差越小;由於線路越長g.jpg的差值就越小,而線路越短計算誤差就越小,由此可見,無論線路長短該方法均能收到較好的效果。
4 總結
benwenjiehewoguopeidianwangdeshijiqingkuang,tichushouxiancaiyongbijiaogejiediandianyaquedingguzhangquduan,ranhoujiangguzhangquduanshiduanguzhangfuxudianyayubenxianlushiduanhemoduanduanlushidefuxudianyajinxingyunsuan,congernenggouzhaochuguzhangdiandequeqieweizhi。benfangfajiandanshiyong,zaiguzhangfashengshijinxuzuochuduibipanduan,dadajieshenglejisuanshijian,wuchafenxibiaomingbenfangfayoujiaogaodezhunquedu。
- 基於負序電壓的配電網故障定位方法
- 采用比較各節點電壓確定故障區段
- 找出故障點的確切位置
引言
提ti高gao供gong電dian可ke靠kao性xing是shi供gong電dian企qi業ye一yi項xiang基ji本ben任ren務wu,也ye是shi一yi項xiang常chang規gui任ren務wu。供gong電dian可ke靠kao性xing不bu僅jin涉she及ji到dao供gong電dian企qi業ye本ben身shen的de經jing濟ji效xiao益yi,更geng涉she及ji到dao用yong戶hu的de經jing濟ji利li益yi。隨sui著zhe電dian力li市shi場chang化hua程cheng度du和he人ren民min生sheng活huo水shui平ping的de提ti高gao,供gong電dian可ke靠kao性xing越yue來lai越yue受shou到dao人ren們men的de關guan注zhu。據ju統tong計ji,電dian力li用yong戶hu遭zao受shou的de停ting電dian事shi故gu95%以上是由配電網引起的(扣除發電不足因素),其中大部分是故障原因。我國配電網停電的主要原因有限電(電源不足或線路過負荷)、計劃檢修、事故檢修、市shi政zheng建jian設she等deng。隨sui著zhe電dian力li供gong需xu關guan係xi的de緩huan和he以yi及ji城cheng網wang改gai造zao和he建jian設she的de深shen入ru,備bei用yong容rong量liang和he線xian路lu增zeng多duo,限xian電dian和he計ji劃hua檢jian修xiu造zao成cheng的de停ting電dian時shi間jian都dou大da幅fu度du減jian少shao,故gu障zhang檢jian修xiu停ting電dian逐zhu步bu成cheng為wei影ying響xiang供gong電dian可ke靠kao性xing的de主zhu要yao因yin素su。當dang前qian的de城cheng網wang改gai造zao采cai用yong了le線xian路lu自zi動dong分fen段duan器qi,當dang發fa生sheng永yong久jiu性xing故gu障zhang時shi可ke以yi隔ge離li出chu故gu障zhang線xian路lu區qu段duan,減jian少shao停ting電dian範fan圍wei,但dan檢jian修xiu時shi還hai是shi要yao根gen據ju經jing驗yan判pan斷duan故gu障zhang點dian的de準zhun確que位wei置zhi。在zai故gu障zhang段duan內nei有you很hen多duo分fen支zhi和he配pei電dian變bian壓ya器qi,要yao查zha找zhao故gu障zhang點dian位wei置zhi需xu要yao較jiao長chang時shi間jian。配pei電dian網wang與yu輸shu電dian網wang有you很hen大da的de不bu同tong,很hen多duo輸shu電dian網wang成cheng熟shu的de技ji術shu並bing不bu適shi用yong於yu配pei電線路。
目前針對配電線路的實用故障診斷方法仍很匱乏。故障距離的計算一般是根據短路的特點及邊界條件,利用首端開關采集到的三相電流、三(san)相(xiang)電(dian)壓(ya)及(ji)線(xian)路(lu)參(can)數(shu)來(lai)計(ji)算(suan)故(gu)障(zhang)點(dian)到(dao)首(shou)端(duan)開(kai)關(guan)的(de)距(ju)離(li)。由(you)於(yu)配(pei)電(dian)線(xian)路(lu)較(jiao)短(duan),線(xian)路(lu)阻(zu)抗(kang)較(jiao)小(xiao),阻(zu)抗(kang)計(ji)算(suan)誤(wu)差(cha)較(jiao)大(da)。本(ben)文(wen)結(jie)合(he)我(wo)國(guo)配(pei)電(dian)網(wang)的(de)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang),采(cai)用(yong)比(bi)較(jiao)各(ge)節(jie)點(dian)電(dian)壓(ya)確(que)定(ding)故(gu)障(zhang)區(qu)段(duan),然(ran)後(hou)將(jiang)故(gu)障(zhang)區(qu)段(duan)始(shi)端(duan)故(gu)障(zhang)電(dian)壓(ya)與(yu)本(ben)線(xian)路(lu)末(mo)端(duan)短(duan)路(lu)時(shi)的(de)故(gu)障(zhang)電(dian)壓(ya)對(dui)比(bi),從(cong)而(er)能(neng)夠(gou)找(zhao)出(chu)故(gu)障(zhang)點(dian)的(de)確(que)切(qie)位(wei)置(zhi)。
1 相間短路故障定位原理
以BC相問短路為例,如圖1。

max(Ul2)=Ui2≠0(1)
而m點之後的某節點n,BC相間電壓為零,
即Uj≠0
其中,Ul為第1節點相間電壓;
那麼可以確定,此時相問短路故障發生在支路ij上。然後確定短路點距離f節jie點dian的de距ju離li。由you於yu配pei電dian線xian路lu長chang度du較jiao短duan,所suo以yi配pei電dian線xian路lu的de阻zu抗kang相xiang對dui較jiao小xiao,分fen段duan器qi之zhi間jian負fu荷he分fen支zhi又you很hen多duo,很hen難nan做zuo到dao精jing確que的de定ding位wei,本ben文wen提ti出chu一yi種zhong負fu序xu電dian壓ya比bi對dui的de方fang法fa,避bi免mian了le上shang述shu問wen題ti,取qu得de相xiang當dang不bu錯cuo的de效xiao果guo,能neng夠gou給gei出chu較jiao為wei準zhun確que的de距ju離li定ding位wei。
首先進行離線的短路計算,計算出各節點短路時,其本身和上遊節點的短路負序電壓。
考慮到10kV線路節點之間的長度較短,計算中采用的是進一步簡化了的:II型電路,即忽略了對地導納,隻計及導線的阻抗。

其中:EM2為線路始端各相負序電壓;Uj2為j節點的各相負序電壓;
ZM2為線路始端與節點i間的等效負序阻抗矩陣;
Eij2為節點i、j間的等效負序阻抗矩陣;

2 單相接地短路故障定位原理
同兩相短路一樣,發生單相接地故障時,接地相電壓也會在一定程度上衰減,對接地短路采用同樣的方法可以確定接地故障的支路ij,然後確定短路點距離i節點的距離。
以A相發生接地故障為例,進行離線的短路計算,計算出各節點短路時,其上遊節點的短路電壓。若節點j點短路,則同樣有式(5),將邊界條件:
由式(17)可以看出,單相接地短路與兩相短路一樣,同樣得到式(15)的結論。
3 誤差分析
此方法的誤差主要由假設,即假設線路始端電壓不變引起。
下麵以BC相間短路對這兩個假設引起的誤差進行分析。

4 總結
benwenjiehewoguopeidianwangdeshijiqingkuang,tichushouxiancaiyongbijiaogejiediandianyaquedingguzhangquduan,ranhoujiangguzhangquduanshiduanguzhangfuxudianyayubenxianlushiduanhemoduanduanlushidefuxudianyajinxingyunsuan,congernenggouzhaochuguzhangdiandequeqieweizhi。benfangfajiandanshiyong,zaiguzhangfashengshijinxuzuochuduibipanduan,dadajieshenglejisuanshijian,wuchafenxibiaomingbenfangfayoujiaogaodezhunquedu。
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