单相故障定位

分布式电源(distributed generation, DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大，但故障信息十分微弱，特别是在DG多样化故障输出特性的影响下，有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此，提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性，建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络，构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数，建立了配电网单相接地故障位置模型，利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题，提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明，在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障，具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。

随着电网快速发展，徐州电网35kV及以下电压等级线路达到1000多条，覆盖市郊三千多平方公里，当前农、配电网线路故障绝大多数为单相接地故障，该故障每年发生数百起，特别是在夏季大风和暴雨等恶劣天气下，更是故障频发(单相接地故障月均发生次数曲线如图1所示)，如不尽快处置，会引起电网绝缘薄弱环节被击穿、危及设备和人身安全，若发展成相间短路，会扩大事故范围、影响用户供电，同时弧光接地还会引起全系统过电压，造成设备烧毁、爆炸，破坏系统安全运行。 虽然部分地区配备了自动选线装置用于发生单相接地故障时故障自动隔离，然而由于农、配网特殊的接线方式,接地故障电流较小，加之消弧线圈自动投入等原因，故障特征量很难被检测到，严重降低了这种自动选线装置的准确性，无法实现推广应用。 传统单相接地故障处理方法农、配电网单相接地故障时，传统故障查找主要依靠监控人员远方“人工拉路”，即通过调度员确定的拉路序列，由监控员人工拉合线路开关逐条排除故障。然而，人工拉合操作效率较低，单条线路就需要调度员下令、进入间隔图、开关解锁、人工监护等过程，如图2所示，传统人工拉路故障处置法平均单条线路耗时3.2min，平均整站故障查找时间约37min,执行效率低、查找速度慢、用户停电时间长。 传统故障处置方法在确定拉路序列时依赖人工经验判断，机械而被动，准确率低，部分变电站35kV ( 10kV)出线达数十条，在极端情况下，几乎把所有线路都拉完才找到故障线路，且需要两名监控员相互配合操作1h以上，拉路效率低、停电范围广，同时也限制了其他监控业务的正常进行。