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1、配电网小电流接地故障配电网小电流接地故障自动定位系统自动定位系统山东科汇电力自动化有限公司 赵义奎2配电网小电流接地故障自动定位系统配电网小电流接地故障自动定位系统1. 概述2. 小电流接地故障的信号特征3. 接地故障定位原理4. 定位系统构成5. 现场运行和试验6. 结论3概述概述单相接地是配电网的首要故障形式，占到故障总数的80%左右，对单相接地故障实现自愈，是智能配电网的一个基本要求本系统对于建设智能电网，进一步减少故障停电，提高供电质量、用户满意度以及供电企业管理效率等诸方面都有着非常重要的意义4定位现状定位现状已有故障定位方法基于阻抗原理的测距方法 ：不适合配网行波法 ：不适合分支多
2、、线路短注入法：不能检测瞬时故障，信号弱、接地电阻大时影响结果需要一种能适应配电线路的定位方法能适应配电线路短、分支多、结构复杂的特点能适用于经消弧线圈接地能检测瞬时故障不受不稳定电弧和间歇性电弧的影响5配电网小电流接地故障自动定位系统配电网小电流接地故障自动定位系统1. 概述2. 小电流接地故障的信号特征3. 接地故障定位原理4. 定位系统构成5. 现场运行和试验6. 结论6经消弧线圈接地系统的工频零序电流经消弧线圈接地系统的工频零序电流 分布特征分布特征故障电流较小 健全线路、故障点下游线路零序电流从母线流向线路，随检测点到母线距离的增加幅值不断减小故障点上游电流与健全线路和故障点下游电流
3、流向（极性）相同消弧线圈健全线路故障线路经消弧线圈接地系统工频零序电流分布示意图经消弧线圈接地系统工频零序电流分布示意图 7故障暂态电流在系统内的分布特征故障暂态电流在系统内的分布特征 故障点上、下游间的暂态电流幅值、频率差异较大，极性相反，相似性低故障点上游或下游两个相邻检测点的暂态电流幅值接近、相似程度高小电流接地故障暂态电流分布规律示意图小电流接地故障暂态电流分布规律示意图 健全线路健全线路故障线路消弧线圈8配电网小电流接地故障自动定位系统配电网小电流接地故障自动定位系统1. 概述2. 小电流接地故障的信号特征3. 接地故障定位原理4. 定位系统构成5. 现场运行和试验6. 结论9接地故
4、障定位原理接地故障定位原理本系统根据故障点上、下游间的暂态电流幅值、频率差异较大的特性，采用暂态零序电流相似性定位法首先主站系统通过选线装置上报的选线结果确定故障线路主站系统接收FTU上传故障暂态零序电流波形，通过求取相邻检测点之间暂态零序电流的相似系数判断两个波形是否相似 10接地故障定位原理接地故障定位原理主站系统通过比较两侧暂态电流之间的相似系数最小且小于设定的门槛值，确定故障区段若所有区段两侧暂态电流相似系数均大于设定门槛，则最末一个FTU下游区段为故障区段11配电网小电流接地故障自动定位系统配电网小电流接地故障自动定位系统1. 概述2. 小电流接地故障的信号特征3. 接地故障定位原理
5、4. 定位系统构成5. 现场运行和试验6. 结论12定位系统构成定位系统构成主站主站选线装置选线装置FTU通讯系统通讯系统定位主站由定位系统和必要通讯设备构成定位主站由定位系统和必要通讯设备构成FTU采用采用PZK36（采样频率为每通道（采样频率为每通道3.2kHz） 选线系统以选线系统以XJ-100小电流接地故障选线系统为核心，增加故障定位小电流接地故障选线系统为核心，增加故障定位站内算法及通讯程序站内算法及通讯程序主站和主站和FTU间采用间采用GPRS通讯方式，主站和选线系统采用光通讯方式，主站和选线系统采用光纤通讯方式，通讯规约为：电力行业标准纤通讯方式，通讯规约为：电力行业标准104规
6、约规约 13现场系统构成现场系统构成安装位置：厦门电业局调度所 选线装置安装位置：110kV田洋变电站FTU安装位置：田洋变电所911汀溪线#61开关、#99开关，947四林线#51开关、#91开关14配电网小电流接地故障自动定位系统配电网小电流接地故障自动定位系统1. 概述2. 小电流接地故障的信号特征3. 接地故障定位原理4. 定位系统构成5. 现场运行和试验6. 结论15现场运行现场运行现场运行系统监测了厦门电业局田洋变电所I母911汀溪线和IV母946四林线两条线路分别安装了两台FTU，线路各被分为三个区段 在变电所安装了改进后的暂态原理选线装置，在调度部门安装了定位主站DA主主站站#
7、61开关#99开关出线断路器选线选线FTU1FTU2I母911汀溪线#51开关#91开关出线断路器选线选线FTU3FTU4IV母946四林线GPRS通信其它出线其它出线区段4区段1区段2区段3区段5区段6现场试运行定位系统现场试运行定位系统 16运行结果分析运行结果分析经过现场运行，本系统自2012年7月26日至10月06日共记录实际故障21次。具体情况见下表。17运行结果分析运行结果分析18运行情况分析运行情况分析对应于表中第5次和第8次故障，选线装置和各FTU记录的故障电流波形分别如图所示（各电流出现不同程度的饱和现象）。区段区段3故障时各检测点暂态电流波形故障时各检测点暂态电流波形 区段
8、区段2故障时各检测点暂态电流波形故障时各检测点暂态电流波形 19现场试验情况现场试验情况电业局于10月24日组织进行了现场人工单相接地试验，以验证科技项目的故障定位效果，并为项目的改进提供依据试验线路为段母线上911汀溪线，线路上设有两个人工接地点，分别在88支1杆塔开关（位于61#和99#开关之间）和芸溪小区开闭所905开关柜（位于母线和61#开关之间）两个接地点分别进行若干次试验，接地故障类型包括金属性接地和经电阻接地20现场试验接地点现场试验接地点1号接地点（号接地点（88支支1杆塔开关）杆塔开关） 2号接地点（芸溪小区开闭所号接地点（芸溪小区开闭所905开关柜）开关柜） 21试验结果分
9、析试验结果分析1号接地点（88支1杆塔开关）处共进行了9次人工接地故障试验，故障持续时间都是5s在2号接地点（芸溪小区开闭所905开关）处共进行了7次人工接地故障试验，故障持续时间都是5s试验结果表明，在选线装置选线结果正确的情况下，主站系统定位正确率达到95%以上22现场录波波形现场录波波形1号接地点第6次试验和2号接地点第3次试验装置录波波形如图所示1号接地点第号接地点第6次试验录波波形次试验录波波形 2号接地点第号接地点第3次试验录波波形次试验录波波形 23配电网小电流接地故障自动定位系统配电网小电流接地故障自动定位系统1. 概述2. 小电流接地故障的信号特征3. 接地故障定位原理4. 定位系统构成5. 现场运行和试验6. 结论24结论结论基于暂态电流信号的定位算法不需要外加接地电阻或信号注入设备，不仅不受消弧线圈影响、检测可靠，且易于实现、投资小，可方便应用于DA系统现场运行和试验证明了本系统算法的有效性和系统装置的可靠性 本项目的研究能有效地提高供电可靠性，不仅能带来良好的社会效益，而且能创造巨大的经济效益谢谢！谢谢！
