配電網(wǎng)單相接地故障處理技術(shù)

關(guān)于配電網(wǎng)單相接地故障處理技術(shù)外加信號法：強(qiáng)注入法

弱注入法

故障信號法：故障穩(wěn)態(tài)信號法故障暫態(tài)信號法綜合方法：

配電網(wǎng)單相接地故障處理方法第2頁,共37頁，2024年2月25日，星期天單相接地故障選線：各條線路之間特征比較單相接地故障定位：

各區(qū)域入點(diǎn)和出點(diǎn)特征比較

配電網(wǎng)單相接地故障判據(jù)第3頁,共37頁，2024年2月25日，星期天外加信號法1第4頁,共37頁，2024年2月25日，星期天“拉路法”：

利用接地故障線路拉閘后故障現(xiàn)象能夠消失的特點(diǎn)，選出故障線和實(shí)現(xiàn)單相接地故障的區(qū)域定位。

該方法必然會造成對非故障線的停電。外加信號法-1第5頁,共37頁，2024年2月25日，星期天“S注入法”：在發(fā)生接地故障后，通過三相電壓互感器的中性點(diǎn)向接地線路注入特定頻率的交流電流信號，利用信號探測器檢測各饋線和饋線段的該信號，實(shí)現(xiàn)單相接地選線和定位。該方法利用處于不工作狀態(tài)的接地相PT注入信號，無需增加一次設(shè)備，也不會對運(yùn)行設(shè)備產(chǎn)生不良影響，但是注入信號強(qiáng)度受電壓互感器容量影響，一般注入信號比較微弱，尤其在接地電阻較大或者接地點(diǎn)存在間歇性電弧時(shí)，檢測效果不佳。

改進(jìn)方法：“直流開路、交流尋蹤”

（針對間歇性電弧，但不利于絕緣恢復(fù)）

外加信號法-2（弱注入法）第6頁,共37頁，2024年2月25日，星期天注入變頻信號法：根據(jù)故障后位移電壓大小不同，而選擇向消弧線圈電壓互感器副邊注入諧振頻率恒流信號或是向故障相電壓互感器副邊注入頻率為70Hz恒流信號，然后監(jiān)視各出線上注入信號產(chǎn)生的零序電流功角、阻尼率的變化，比較各出線阻尼率的大小得出選線判據(jù)。外加信號法-3（強(qiáng)注入法）第7頁,共37頁，2024年2月25日，星期天殘流增量法：在發(fā)生單相接地故障時(shí)，增大消弧線圈的失諧度增大相應(yīng)故障點(diǎn)的殘余電流，對比各條出線在消弧線圈換擋前后零序電流的變化量實(shí)現(xiàn)單相接地故障選線和區(qū)域定位。

靈敏度和可靠性較高，不受電流互感器等測量誤差影響，但是此方法需要增加專門的設(shè)備。

外加信號法-4（強(qiáng)注入法）第8頁,共37頁，2024年2月25日，星期天中電阻并入法：在發(fā)生單相接地故障時(shí)，在中性點(diǎn)暫時(shí)并入中電阻，增大零序電流，實(shí)現(xiàn)單相接地故障選線和區(qū)域定位。

靈敏度和可靠性較高，但是需要增加專門的設(shè)備，且不利于瞬時(shí)性單相接地的處理。

外加信號法-5（強(qiáng)注入法）第9頁,共37頁，2024年2月25日，星期天故障信號法2第10頁,共37頁，2024年2月25日，星期天故障穩(wěn)態(tài)信號法2.1第11頁,共37頁，2024年2月25日，星期天工頻零序電流比幅法：單相接地時(shí)，故障線路的零序電流在數(shù)值上等于所有非故障元件對地電容電流之和，通過比較各出線零序電流幅值的大小可以選線。在系統(tǒng)中某條配線很長時(shí)，可能會誤判，且對消弧線圈接地系統(tǒng)，其選線能力將會大大降低，另外，此方法易受電流互感器不平衡，線路長短、系統(tǒng)運(yùn)行方式及過渡電阻的影響，檢測靈敏度低?；诠收戏€(wěn)態(tài)信號的方法-1第12頁,共37頁，2024年2月25日，星期天工頻零序電流比相法：單相接地時(shí)，故障線路零序電流從線路流到母線，健全線路零序電流從母線流到線路，兩者方向相反，據(jù)此可以進(jìn)行故障選線。這種方法在出線較短、零序電流較小時(shí)，相位判斷困難，另外受過渡電阻和不平衡電流的影響較大，也不適用于消弧線圈接地的系統(tǒng)運(yùn)行方式。。基于故障穩(wěn)態(tài)信號的方法-2第13頁,共37頁，2024年2月25日，星期天諧波分量法：故障電流中存在著諧波信號，以5次諧波分量為主。由于消弧線圈是按照基波整定的，對5次諧波的補(bǔ)償作用可以忽略不計(jì)。判據(jù)：故障線路的5次諧波零序電流比非故障線路大并且方向相反。不受消弧線圈影響，但是故障電流中的5次諧波含量較?。?lt;10%），檢測靈敏度低。?；诠收戏€(wěn)態(tài)信號的方法-3第14頁,共37頁，2024年2月25日，星期天零序電流有功分量法：由于線路的對地電導(dǎo)以及消弧線圈的電阻損耗，使得故障電流中含有有功分量。利用故障線路有功分量比非故障線路大且方向相反的特征構(gòu)成保護(hù)判據(jù)。

不受消弧線圈影響，但是由于故障電流中有功分量非常小且受線路三相參數(shù)不平衡的影響檢測靈敏度低，可靠性得不到保障。

為了提高靈敏度，采用瞬時(shí)在消弧線圈上并聯(lián)接地電阻的作法加大故障電流有功分量，但會使接地電流增大，加大對故障點(diǎn)絕緣的破壞?；诠收戏€(wěn)態(tài)信號的方法-4第15頁,共37頁，2024年2月25日，星期天零序?qū)Ъ{法：利用各條線路零序電壓和零序電流計(jì)算出的測量導(dǎo)納構(gòu)成保護(hù)判據(jù)，即對于非故障線路，零序測量導(dǎo)納等于線路自身導(dǎo)納，電導(dǎo)和電納均為正數(shù)，對于故障線路，零序測量導(dǎo)納等于電源零序?qū)Ъ{與非故障線路零序?qū)Ъ{之和的負(fù)數(shù)。兩者在復(fù)導(dǎo)納平面中的范圍存在明顯界限，據(jù)此作為保護(hù)判據(jù)。

不受過渡電阻的影響，但過渡電阻較大時(shí)，電網(wǎng)的零序電壓和零序電流均很小，影響測量導(dǎo)納的測量精度。該方法對于接地點(diǎn)伴隨不穩(wěn)定間歇電弧的短路故障時(shí)幾乎失效?；诠收戏€(wěn)態(tài)信號的方法-5第16頁,共37頁，2024年2月25日，星期天負(fù)序電流法：發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于負(fù)序電源阻抗比較小，故產(chǎn)生的負(fù)序電流大部分由故障點(diǎn)經(jīng)故障線路流向電源，非故障線路的負(fù)序電流相對很小。利用負(fù)序電流分布的這一特點(diǎn)構(gòu)成保護(hù)判據(jù)。抗過渡電阻能力強(qiáng)，并且具有較強(qiáng)的抗弧光接地能力。但是系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)也會存在較大的負(fù)序電流，并且負(fù)序電流的獲取遠(yuǎn)不如零序電流的獲取簡單、準(zhǔn)確。。基于故障穩(wěn)態(tài)信號的方法-6第17頁,共37頁，2024年2月25日，星期天故障暫態(tài)信號法2.2第18頁,共37頁，2024年2月25日，星期天首半波法：基于故障發(fā)生在故障相電壓接近最大值附近這一假設(shè)，故障相電容電荷通過故障線路對故障點(diǎn)放電，使得故障線路單相接地電流的首半波和非故障線路的方向相反。

只適用于故障相電壓在峰值附近接地時(shí)，而對于電壓過零點(diǎn)附近接地的情形，首半波電流的暫態(tài)分量值很小，易引起誤判。此外，首半波極性關(guān)系正確的時(shí)間非常短（遠(yuǎn)小于暫態(tài)過程），且受線路結(jié)構(gòu)和參數(shù)影響，檢測可靠性較低。?；诠收蠒簯B(tài)信號的方法-1第19頁,共37頁，2024年2月25日，星期天基于暫態(tài)特征頻段的方法：研究了健全線路與故障線路入端零序阻抗的相頻特性，并根據(jù)相頻特性將頻率分為不同區(qū)域，定義了線路首容性特征頻帶（SFB），在該頻帶內(nèi)，故障線路零序電流幅值最大，且非故障線路零序電流與故障線路零序電流極性相反，利用該頻帶內(nèi)暫態(tài)零序電流的這一特征構(gòu)成保護(hù)判據(jù)。

不受消弧線圈影響，但在故障過程中（尤其是間歇性電弧接地）中，故障線和健全線的方向參量的區(qū)別不是時(shí)時(shí)存在（有可能同時(shí)為0）。基于故障暫態(tài)信號的方法-2第20頁,共37頁，2024年2月25日，星期天衰減直流分量法：通過故障發(fā)生在過零時(shí)刻時(shí)，高頻暫態(tài)分量小而衰減直流分量較大的特點(diǎn)構(gòu)成判據(jù)。對于非故障線路，流經(jīng)的零序電流中僅含有暫態(tài)電容電流分量，不含有電感電流分量，故沒有衰減直流分量；對于故障線路，流經(jīng)的零序電流主要是暫態(tài)電感電流，其衰減直流分量很大。該方法在電壓過零時(shí)具有很高的靈敏度，而當(dāng)電壓越是靠近峰值時(shí)靈敏度降低?；诠收蠒簯B(tài)信號的方法-3第21頁,共37頁，2024年2月25日，星期天參數(shù)識別法：配電網(wǎng)零序網(wǎng)絡(luò)在一定頻率下，在發(fā)生單相接地故障后，健全饋線和故障所在饋線的故障下游終端識別的電容為正，故障所在饋線的故障上游終端識別的電容為負(fù)，以此為依據(jù)進(jìn)行單相接地選線和定位。不受中性點(diǎn)接地方式、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、故障發(fā)生時(shí)刻、電弧間歇程度等因素影響，適用性、可靠性高?；诠收蠒簯B(tài)信號的方法-4第22頁,共37頁，2024年2月25日，星期天相電流突變法：健全線路以及故障所在線路的故障下游的終端，同一點(diǎn)測得的三相突變電流相同。而故障所在線路的故障點(diǎn)上游的終端，兩健全相的突變電流相同，而與故障相在幅值和波形上都有很大差別，因?yàn)楹笳哌€含有故障點(diǎn)電流。利用此差異特征進(jìn)行單相接地選線和定位。不受中性點(diǎn)接地方式等因素影響，耐過渡電阻能力強(qiáng)?；诠收蠒簯B(tài)信號的方法-5第23頁,共37頁，2024年2月25日，星期天行波法：

行波測距法：

配電網(wǎng)分支多、線路短，影響定位效果。行波極性法：

對采樣率要求高?；诠收蠒簯B(tài)信號的方法-6第24頁,共37頁，2024年2月25日，星期天單相接地定位3第25頁,共37頁，2024年2月25日，星期天配電網(wǎng)單相接地區(qū)域定位判據(jù)測點(diǎn)（入點(diǎn)）測點(diǎn)（出點(diǎn)）測點(diǎn)（出點(diǎn)）無特征無特征無特征第26頁,共37頁，2024年2月25日，星期天配電網(wǎng)單相接地區(qū)域定位判據(jù)測點(diǎn)（入點(diǎn)）測點(diǎn)（出點(diǎn)）測點(diǎn)（出點(diǎn)）有特征有特征無特征第27頁,共37頁，2024年2月25日，星期天配電網(wǎng)單相接地區(qū)域定位判據(jù)測點(diǎn)（入點(diǎn)）測點(diǎn)（出點(diǎn)）測點(diǎn)（出點(diǎn)）有特征有特征有特征第28頁,共37頁，2024年2月25日，星期天配電網(wǎng)單相接地區(qū)域定位判據(jù)測點(diǎn)（入點(diǎn)）測點(diǎn)（出點(diǎn)）測點(diǎn)（出點(diǎn)）有特征無特征無特征第29頁,共37頁，2024年2月25日，星期天特征：

參數(shù)辨識法：辨識出電容為負(fù)

相電流突變法：至少一相電流突變量與其他兩項(xiàng)差異明顯首半波法：單相接地電流首半波極性相反負(fù)序電流法：負(fù)序電流較大零序?qū)Ъ{法：測量導(dǎo)納為負(fù)零序電流有功分量法：零序電流有功分量較大諧波分量法：5次諧波較大且極性相反工頻零序電流比相法：工頻零序電流方向相反工頻零序電流比幅法：工頻零序電流幅值較大中電阻并入法：工頻零序電流幅值較大殘流增量法：工頻零序電流幅值較大“S注入法”：特殊頻率的奇異信號幅值較大

配電網(wǎng)單相接地區(qū)域定位判據(jù)第30頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

單相接地區(qū)段定位：根據(jù)各分段開關(guān)配電終端的參數(shù)識別結(jié)果，綜合判斷單相接地所在區(qū)段，提高故障定位的可信度和健壯性。

基于參數(shù)識別的單相接地故障檢測與區(qū)段定位方法---++++++第31頁,共37頁，2024年2月25日，星期天基于貝葉斯方法的容錯(cuò)定位利用信息冗余消除或減弱非健全故障信息的影響。（漏報(bào)、誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)）---+++++？91%0.5%2.5%0.5%0.5%0.5%0.5%2.5%0.5%1.0%第32頁,共37頁，2024年2月25日，星期天綜合方法4第33頁,共37頁，2024年2月25日，星期天基于“熄弧倍增”的單相接地故障處理

熄弧開關(guān)與中性點(diǎn)投中電阻配合

可妥善處理瞬時(shí)性接地

第34頁,共37頁，2024年2月25日，星期天