小电流接地系统故障选线与定位

小电流接地系统故障选线与定位

石建勇

国网四川越西县供电有限责任公司 四川越西 616650

摘 要：本文主要针对小电流接地系统故障选线与定位进行简略的研究，以期能够为保障小电流接地系统的稳定运行做出贡献，仅供参考。

关键词：小电流；接地系统；故障选线；定位

我国电力系统故障电流对电力设备和人体所造成的影响并不大，这可以允许系统在出现故障后继续运行，保证电流输送不受到影响，因此，这种系统的应用十分普遍。然而，针对大规模电力系统或是复杂线路而言，现如今的系统不能很好的达到是大众对供电的实际需求，而其他发达国家所应用的措施虽然可以展现出良好的效用，然而却无法突出故障线路的主要特性，因此，就应该对故障选线与定位予以高度重视。

一、小电流接地系统故障的主要特性

（1）中性点不接地

对于中性点不接地系统而言，若是接地系统发生故障，如果并未对系统之内的电阻设备予以高度重视，故障电压便会有所减小，甚至会减小到零，因此，对单相电压展开检测便可以对系统之内所出现的故障问题予以预警。而非故障线路零序电流即为对电容电流，故障相线线路零序电流即为非故障元件对地电容电流的总和，这一线路流向和非故障线路流向与之相反。因此，对于中性点不接地系统而言，故障电流方向和非故障电流方向之间存在一定差异，同时具有相反关系，所以，对各个线路电流的主要特性展开对比，便可以展现出故障选线与定位的实质效用。

（2）谐振接地

该接地系统和中性点不接地系统之间具有许多不同，通常在中性点接地系统与消弧线圈相连接的方面展现的较为突出，消弧线圈可以在系统之内产生一定的电流，而电流可以对故障存在时的容性电流予以全面消除，由此一来可以降低接地点电流，以此防止弧光通过电压。对于消弧线圈而言，其实质效用会按照电感强弱予以分类，在常规的系统操作期间，谐振接地是一种过补偿方式，其通常会造成以下后果：补偿电流可能远大于电力系统接地电容电流之和，而消除以后所出现的剩余电流会具有感性特性，由于其流动方向和非故障电流流动方向相同，因此，按照电流方向不能对故障线路进行精准判断。加之剩余电流值并不大，因此，比较幅值法这一选线方式的应用无法获得良好的效用。

二、小电流接地系统故障选线

（1）零序电流幅值选线

对于中性点不接地系统所发生的的故障来讲，故障线路电流即为电力系统之中剩余非故障线路电流数值的总和，因此，故障线路之内的点流量会相对较大，在地电压对出现的故障予以警告以后，能够对各个线路电流增加程度予以对比，增加最多的线路即为故障线路。度全部零序电流进行采集，同时展开进一步分析，能够掌握定位方向，以此加强其合理性与准确性。该选线方式仅在中性点不接地系统中适用，就其他接地系统而言，无法展现出其应有的效用。

（2）零序电流相位选线

该选线方式通常是将零序电流从线路流向母线当做基本原理予以判断的，而这和非故障线路之间呈现相反状态，所以可以对故障线路进行准确识别。该选线方式能够以相关技术当做基础完成采样分析工作，并把幅值法与相位法予以有机的结合，对其中幅值更高的线路展开进一步分析，由此一来可以很好的加强这一选线方式的精准性。在此期间必须着重注意的是，对于间歇性接地故障而言，零序电流可能会出现一定的变性，以此对其敏感性造成严重的影响。该选线方式在其他接地系统中无法获得良好的效果，不能对故障线路予以准确判断。

（3）暂态选线

由于谐振系统并未具备较高的稳态电流，无法展开适宜的判断和检测，然而暂态电流幅值相对较高，由此一来便促使暂态电流早已变成研究的重中之重。相关技术的不断发展和实践应用加大了对暂态选线方式的研究深入，在这期间研究最为深入的极为零序电流比较法，即为零序电流幅值法与相位法的实践运用。这一选线方式在选取适宜的窗口取得暂态特性方面具有一定的难度，借助多种技术的实践应用能够取得适宜的电流频率，以此确保选线的合理性。

三、小电流接地系统定位

（1）阻抗定位

该定位方式实施的基础就在于故障区域和检测区域之间的具体距离和故障线路所具有的阻抗数值呈现出正比关系，以此可以对相应数值予以精准计算，所以说，故障区域和检测区域之间的具体举例是可以被测量出的。该定位方式所依托的理论十分简单，同时所需应用的成本并不高，然而往往会受到系统自身影响，若是故障线路间距并不长，那么计算出的结果就会有一定的偏差，因此，这一定位方式在一些复杂程度较低的电力系统中更为适用。

（2）行波信号定位

若是线路系统发生故障，那么这一故障点便极易向线路两端传送相应的信号，因此，借助对行波信号所展开的检测可以对接地系统故障线路予以精准定位。对这一方式展开分类，在这期间，单端定位法和双端定位法之间的差异就在于对行波达到时间进行的计算，能够对故障所在位置予以精准定位。单端定位法和双端定位法相比而言虽然十分简单，然而其精准性却较低，资金消耗同样较少。基于成本的影响下，行波顶号定位对于复杂程度较高的网络体系而言，所展现出的效用并不大，虽然这一定位方式在许多高压线路中都获得了大力的推广，然而并非在结构更为复杂的电力系统中更为适用。

（3）信号注入定位

信号注入定位的基本原理即为单线接地故障的零序电流无法在非故障线路之内形成回路，因此，借助线路检测，可以对信号注入较多的线路予以精准判断，以此对故障线路和非故障线路予以准确的区分。该定位方式的重要价值就在于可以按照检测的信号展开故障定位，所以此种方式具有一定的实用性。然而，该定位方式往往会受到互感器的影响，所以信号注入强度就应该予以严格的管控，若是信号注入强度不足，则极易对信号分流产生不利影响，而这从一定程度上会提高信号检测难度，借助接地系统的谐振频率，注入一定的信号，可以对高阻接地予以精准判断，然而这一定位方法对于检测设备具有一定的要求，必须确保检测设备的精准性。

四、实例分析

若是小电流接地系统之中有线路1、2、3三条，那么所获得的证据理论辨识结构为U={线路1，2，3}，每条线路出现故障的概率如表1所示。

表1 线路故障概率

借助计算不确定性的相关公式，我们能够对融合之后的不确定可信度配置状态进行计算。在这其中配置给各个选线方式一样的可信度，以此对选线方式1所具有的不确定性分配进行计算。

在此之后，把线路故障情况归一化取得相关数据，具体如表2所示，以此能够看到明显故障概率更高的措施，其配置的不确定信度更低，这和实际情况是一致的。

表2 融入不确定信度的线路故障概率

对融合以后的可信度配置状态进行计算。首先，把选线方式1与2展开证据理论融合，以此获得表3。

表3 选线方式1与2证据理论融合后故障概率

借助选线方式1和2证据理论融合，能够发现：在选线方式1和2中故障概率最大的选线线路1通过证据理论融合之后的故障概率远超于选线方式1与2的，同时融合之后的线路1仍旧是故障概率最高的，并且证据理论融合之后，其线路的不确定性有所减小。把选线方式1、2、3证据理论融合之后能够发现，哪怕在一种选线方式的结论缺乏精准性的基础上，哪怕能够取得的故障线路1的概率更高，判断出其属于故障线路，并且还减小了其不确定性。

把D-S证据理论应用到小电流单相接地故障选线环节，系统主要涉及到暂态及稳态两个层面，分别借助群体比幅比相算法以及小波分析算法对各种故障数据予以进一步处理，获得每条线路故障概率，并按照故障选线算法，对D-S理论证据是不确定问题进行合理设计，并对D-S证据理论予以进一步融合，由此表明，这样可以更好的加强故障选线的精准性。

结束语：总而言之，每个小电流接地系统选择的选线定位方式有所差异，小电流接地系统分析的关键就集中在谐振系统故障线路无法精准识别，然而在我国数学模型等一系列现代将技术不断发展的过程中，系统选线工作也更具多样化，因此，加强故障选线与定位的精准性，取得真实有效的线路信息是未来研究的重中之重。

参考文献：

[1] 赵鑫鑫,王乐缘. 小电流接地系统故障选线与定位方法研究[J]. 百科论坛电子杂志,2020(13):1681-1682.

[2] 张慧芬,潘贞存,桑在中. 基于注入法的小电流接地系统故障定位新方法[J]. 电力系统自动化,2004,28(3):64-66.