２Ｏ１５年第５期 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｉ科技与创新 文章编号：２０９５—６８３５（２０１５）０５—０１３１—０２ 配网自动化系统小电流接地故障定位方法分析 罗勇 （国网四川什邡市供电有限责任公司，四川德阳６１８４００） 摘要：电力工程建设是我国现代化建设中的重要组成部分之一，对我国现代化生产有着重要的影响。小电流接地故障是 配网自动化系统中的常见故障，影响着配网自动化系统的运行能力。从小电流接地故障的暂态过程入手，对配网自动化系统 小电流接地故障的定位方法进行了简单分析，以期为降低电网运行过程中的风险因素和提升电网运行管理能力提供参考。 关键词：配网自动化；小电流接地故障；故障定位；辐射型接线 中图分类号：ＴＭ７６ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１５９１３￣．ｃｎｋｉ．ｋｊｙｃｘ．２０１５．０５．１３１ 故障定位是配网自动化ＤＡ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）中的关 障，则非故障低电压会转化为线电压。尤其是出现间歇性弧光 键功能，通过系统分析，可进一步缩小可能出现故障的范围，提 接地时，中性点释放电荷的通路不足，会导致弧光接地过电压， 高故障处理效率。然而，中心点不接地与经消弧线圈接地配电网 容易对线路的绝缘性能产生威胁，进而提高相间短路的概率。 的单相接地故障具有故障电流不明显、故障原因不稳定的特点， 因此，在电网管理过程中，必须在最短的时间内找出存在故障 会导致ＤＡ系统难以实现电流接地故障定位。本文以此为基础， 的线路，并尽早排除故障。 对配网自动化系统小电流接地故障的定位方法进行了分析。 相关资料指出，为了进一步提升电网故障的检测能力，可 １ 小电流接地故障的分段定位原理 在配电网线路中设置多个故障监测点，并以相邻的故障监测点 １．１辐射型接线方式 为边界划分线路区间。但从正常的管理内容看，故障检测点的 配电网具有开环运行、闭环设计的基本运行管理特点，要 区间长度越短，检测结果越精确。因此，管理人员可根据配电 求配电网能在不同路线连接开关，形成一个个的环状结构。在 网线路的长度，合理设置故障检测点。 常规运行模式中，双电源连接断开时，由变电站引出的配电线 １．３获取小电流节点故障信息 路开始开环运行，形成一个具有单电源辐射线的结构。本文统 １．３．１ 中性点不接地系统故障 计了其基本结构形式，具体数据如图ｌ所示。 当单电源辐射结构线路发生小电流节点故障时，零序电流 １．２故障选线与定位 、 量具有一定的不稳定性，这一特点导致线路端母线无法准确判 如果线路属于非有效接地系统，且出现了小电流接地的故 断故障分布情况。同时，配电网支路线路数量庞大，且传输距 ２．５出入口及换乘通道防排烟系统 分设计人员只考虑了理论尺寸，特别是在设计风井穿越楼板时， 对于连续长度超过６０ ｍ的出入口通道需设置机械排烟系 常因空间过于狭小而影响施工、调试和维修，导致此部位成为 统，非空调季节排烟系统兼作通风系统，补风由出入口口部与 整个防排烟系统的薄弱环节。当火灾发生时，可能因个别风阀 车站公共区自然引入。其设置方式如表１所示。 开关转换失效或开启、关闭不严导致达不到设计排烟的效果。 表１出入口机械排烟常用设置方式 ４结束语 综上所述，优秀的防排烟设计可降低事故的发生率，即使 事故发生，也会大大降低现场火灾烟气浓度的８０％以上。防排 烟设计是车站消防中较为复杂的环节，也是交通生命安全系统 ３地铁防排烟系统中存在的问题 的重点。近年来，有许多研究者不断深入探究防排烟系统，而 地铁防排烟系统中存在的问题主要分为以下２方面：①区 设计人员除了应掌握基本的规范要求外，还要对防排烟技术的 间隧道内的排烟原则为背向乘客安全疏散方向排烟，迎着疏散 发展现状有所了解，从客观的角度分析设计中的问题并改进， 方向送风。发生火灾时，起火位置与列车有３种位置关系，即 从而达到交通消防立足自救安全、可靠的设计目的。 起火位置位于车头、车中间或车尾部。当起火位置位于车头或 参考文献 车尾部时，隧道内的烟气流向与乘客疏散方向相反；当火灾发 ［１］孙有望，李云清．城市轨道交通概论［Ｍ］．北京：中国铁道 生在客车中部时，起火处前部车厢的乘客将向前方车站疏通； 出版社，２０００． 当起火位置位于后部车厢时，乘客将向后部疏散。无论客车停 ［２］熊忠晖，胡树花．地铁车站与隧道防排烟模式之探讨［Ｊ］． 留在区间隧道中的任何位置，乘客都会向隧道两端疏散。在此 消防技术与产品信息，２０１３（１０）． 情况下，隧道内烟气的流向与部分乘客的逃生方向相同，威胁 了同向逃生乘客的安全。②地铁车站防火阀的数量众多，而部 ［编辑：张思楠］ Ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｓｕｂｗａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｓｍｏｋｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ｚｏｕ Ａｎｆｅｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｕｂｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｈｔｅ ｓｕｂｗａｙ ｓｍｏｋｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ， ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｄｅｓｉｇｎ ｃｒｉｔｅｒｉａ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｍｏｄｅ ｍｅｔｒｏ ｓｔａｔｉｏｎ ｓｍｏｋｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｍｏｋｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｃｏｍｍｏｎ ｉｓｓｕｅｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｍａｄｅ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇｌｙ￣ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｍｅｔｒｏ；ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｉｏｎｓ；ｆｉｒｅｓ；ｓｍｏｋｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ・１３１・ 一～一一～一…一～ 科技与创新ｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ 离较远，导致无法在配电线路中应用人工巡线的故障检测方式。 对于中性点非有效接地系统，假设当线路Ａ点出现单相接 地故障时，相当于在Ａ点上介入了零序电压源。此时，Ａ点整 条线路的感抗较低，零序电压在整条线路的取值基本相同。从 理论上讲，此时的非故障线路零序电压为０． １．３．２消弧线圈接地系统故障特点分析 在电网运行的过程中，消弧线圈具有补偿作用，因此，对 于中性点经消弧线圈接地系统而言，存在健全线路电流幅值大 于零序电流的情况。在此条件下，当线路发生接地故障时，电 ２０１５年第５期ｊ 流故障区间，起到了良好的区间判断效果。本以此为基础，对 小电流接地故障定位系统进行简单分析。 ３．２．１移动型小电流故障分析系统的实现 网将允许配电网自动化运行，但运行时间不能超过２ ｈ。 ２小电流接地故障分区定位 在长距离单电源辐射结构线路上设置负荷开关时，主干线 上一般会设置２—４个开关。如果该地区负荷较为密集，则每 ｌ ０００ ｍ设置１个开关；在城市郊区或农村，可按照该地区配 电变压器的容量确定开关数量，可每３ ＭＶＡ设置１个开关。 在测试符合开关位置安装零序电流点的电流通过时，可根 据辐射结构确定线路的支线和干线，并将其划分为不同的测试 区。故障分区后，可采用特定装置采集各个开关零序电流的实 际分布数额，以进一步识别故障线路。 图２为典型单线源辐射结构线路分区形式。从图２中可以 看出，不同的负荷开关将整个线路划分为了多个区域。 结合输电系统广域测量技术，提出了配管广域测量方法， 其基本流程为：①设置２台能实现同步测量电流的装置，一台 安置于变电站，用于采集母线零序电压信息，另一台安置于输 电线沿线，用于采集电流信号。②２台装置上均设有ＧＰＳ卫星 系统，可根据ＧＰＳ信号标准脉冲及时采集信号，统计电压信号 和电流信号，并记录同一时间内的ＧＰＳ相位。但在实际测量工 作中发现，由于不同地区所接收到的脉冲差＜１ Ｓ，因此，在 统计ＧＰＳ秒脉冲信号时，应以上升信息作为触发信号，保证电 流采样与信息处理工作能够同时进行。③通过ＣＳＤ网络，将存 在ＧＰＳ内的电压信息传输到线路零序列电流测量段，记录不同 时间段内测量段的电流位信息，并通过比较得出故障区间的相 对数值。 ３．２．２ 固定型小电流故障分析系统的实现 固定型小电流故障分析系统的具体建设方案为：①设置２ 台能实现同步测量电流的装置，一台安置于变电站，用于采集 母线零序电压信息，另一台安置在输电线沿线，用于采集电流 信号，但在相关线路上需设置多个测量点；②采用ＧＰＳ卫星定 位系统，记录不同测量点的秒脉冲信号，并通过ＦＦＴ计算得出 电压、电流信号在ＧＰＳ系统中的相位；③建立信 ｇ，ＨＥ务端，按 厂 照要求将服务端分化，并根据分化例数计算故障区问。 ４结束语 在电力工程建设的过程中，配网自动化系统的作用越来越 ｒ — 一散衍秆筏 ●碱 溉 ｔ●静熏 图１典型辐射型接线方式 图２ 小电流接地故障分区的划分原理与线路分段的原理基本一 致，通过各个监测点的数据，可描述零序电流测点节点的信息， 并显示不同节点之间的关系。 ３故障定位物理模拟 ３．１ 故障定位模拟实验 结合国家相关规定和１Ｏ ｋＶ配电网模拟平台，对故障定 位系统进行了故障模拟实验。 模拟基本模型数据如图３所示。 图３故障实验模拟基本模型 明显，其故障对整个电网的影响越来越大。本文简单分析了配 网自动化系统小电流接地故障的定位方法，从上述方法的分析 内容和实际应用效果看，具有一定的可行性。但从本次的研究 结果看，多元化新技术的应用已成为电网管理的新方式，传统 的单一计算、故障区间管理已无法满足电网故障处理的需要。 因此，在未来的电网运行管理中，相关工作人员要有效结合现 代信息技术与电网管理新条例等多方面的内容，采取有效的解 决措施，将潜在风险因素控制在合理范围内，以获得更好的电 网管理效果。 参考文献 ［１］郑顾平，杨以涵，李刚，等．配网自动化系统中小电流接地 故障区段定位方法［Ｊ］．中国电机工程学报，２０１２，３２（１３）： １０３．１０９． 由图３可知，２号线路存在２个零序电流测点，分别为测 点１、测点２，测点３属于假想测点。本文将２号线路分为３段， 起始点标示向量，的计算公式为： ［０，１，２］． （１） ［２］黄哲洙，张惠汐，饶志，等．基于暂态分量遗传算法的小电 流接地故障定位方法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１４， ４２（Ｏ１）：３４—３９， 由上述数据可知，故障点路径为根测点，则故障路径标示 向量中的最后非零元素序号为１．结合相邻矩阵Ｓ中的数据，判 断故障段起始节点为测点０，测点１为测点０的子节点。因此， 判断故障区间为［０，１ ｏ ［３］高勤有．小电流接地故障定位方法及其应用研究［Ｊ］．河南 科技（工业工程与技术），２０１４，１５（０８）：２４ ２５． ［４］薛永端，徐丙垠，李天友，等．配网自动化系统小电流接地 故障暂态定位技术［Ｊ］．电力自动化设备，２０１３，３３（１２）： ２７ ３１． ３．２小电流接地故障定位系统 郑顾平通过建立小电流接地故障定位系统，有效判断了电 ［编辑：张思楠］ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｓｍａｌｌ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ Ｆａｕｌｔ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ＬｕｏＹｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｗｅｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ａＩ１ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｍｏｄｅｍｉｚ￣ｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｈａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｍｐａｃｔ．Ｓｍａｌｌ ｇｒｏｕｎｄ ｆａｕｌｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｃｏｍｍｏｎ ｆａｕｌｔ，ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ｒｕｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｓｍａｌｌ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｇｒｏｕｎｄ ｆａｕｌｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｏ ｓｔａｒｔ，ｆｏｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｓｍａｌｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ａ ｓｉｍｐｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｈｅ ｔｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｇｒｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｒｉｓｋ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｃａｐａｂｉｌ￣ｉｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ；ｓｍａｌｌ ｃｕｒｒｅｎｔ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｆａｕｌｔ；ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ；ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ ・１ ３２・
