摘要
配电网是我国电力系统重要组成部分，它的安全稳定运行对整个电力系统的安全稳定起着重要的作用。在我国，电力系统中性点的接地方式对于电网的运行至关重要。目前主要的接地方式有中性点不接地、中性点直接接地、中性点经电阻接地、中性点经消弧线圈接地。我国中、低压配电网中性点大多数采用小电流接地方式,即中性点不接地、经高电阻接地或者经消弧线圈接地。由于城市电力系统的不断发展，电力电缆被广泛的使用，所分布电容也随着增大，从而导致了接地的电容电流大大的超过了运行规程规定，因此为了能瞬时自行熄灭接地电弧，采用了中性点经消弧线圈接地的运行方式，就是我们所常说的谐振接地。当在中性点不接地系统中，发生单相接地故障后，由于故障电流的比较小，系统还能正常运行一段时间，不会对用户供电造成影响。尽管如此，但假如长时间运行，要是则会引起其它更严重的系统故障，破坏整个系统安全运行。所以，要及时找到故障的线路并且切除故障。单相接地故障时，由于故障电流小，尤其在中性点的经消弧线圈接地运行方式中，因为电感电流的补偿作用，使故障电流就更小了，这会给准确的故障选线带来了困难。
目前在我国内已经提出了好多选线方法，不过每种方法都有其适用范围。本课题先简单讲解了各种选线方法所存在的问题和基本原理，接着介绍配电网的中性点的各种主要的接地方式和短路故障类型，主要分析了中性点的不接地系统及中性点的经消弧线圈接地系统在单相接地故障发生时的电气特征量，作为本课题的选线判据理论基础。
广域测量技术是近年来电力系统前沿技术中最活跃的领域之一。该技术是基于同步相量测量技术,在现代高速的通信网络的支持下,对地域广阔的电力系统
运行状态进行监测和分析,为电力系统实时控制和运行服务的系统。广域测量系统对电力系统控制、保护、规划、分析等领域也有着深远的影响。从保护角度出发，还与放射性配电网的自身结构特征结合，来提出了一种基于广域信息的配电网接地故障选线。这种方法是从电力系统的最基本网络方程来出发，利用放射性配电网特征结构信息的矩阵和广域信息完成了对故障线路的判断。跟以往的方法比较，这方法不是利用故障的电流，而是利用通过广域信息来完成故障判断。这方法不仅能够判断线路是否发生对称故障，还能判断线路是否发生也不对称故障，比如：单相短路的接地故障。这方法有明确的物理概念还能判断出本线路末端的故障以及下一条线路出口处的故障。文中利用了33 节点的系统来验证了方法
的有效性。
在配电网中,单相接地故障率最高,尽快选出故障线路,对系统的正常运行具
有重要意义。所以本文对单相接地故障专门提出了一种判断单相接地故障的方法，是对于暂态零模量的电流单相接地的故障判断。由于对暂态零模量的电流进行不一样的处理，而提出两种不同的故障判据：一种是对于暂态零模量的电容故障判据；另一种故障判据是对于暂态零模量电流差分比。第一种判据十根据暂态零模量的电流做进一步计算，算出暂态零模量的电容，然后再根据暂态零模量电容比，来实现故障判断；第二种判据是在判据中引入差动保护的思想，根据暂态零模量电流的差分比，来实现故障判断。文中通过MATLAB/Simulink 进行建模仿真，
在各种不同的故障下对两种判据条件进行了仿真验证，仿真结果表明该方法理论上具有可行性。
关键词：配电网；暂态零模量电流；接地故障；故障选线
目录
引言 (1)
1 绪论 (2)
1.1 选题背景以及意义 (2)
1.2 国内外研究概况 (2)
1.3 各种故障选线方法简介 (3)
1.3.1 不利用故障信号的特征分量进行选线 (3)
1.3.2 利用故障信号的特征分量进行选线 (4)
1.4 本论文的主要研究工作 (6)
2 配电网接地故障理论分析 (7)
2.1 中性点接地方式及短路故障的分类 (7)
2.1.1 中性点接地方式介绍 (7)
2.1.2 配电网短路故障的分类介绍 (8)
2.2 单相接地故障稳态电气分量分析 (9)
2.2.1 中性点不接地系统单相接地故障稳态分析 (10)
2.2.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障稳态分析 (11)
2.3 单相接地故障暂态电气分量分析 (13)
2.3.1 补偿电流的暂态过程 (14)
2.3.2 接地电流的暂态过程 (14)
2.4 本章小结 (15)
3 基于广域信息的配电网接地故障判断 (15)
3.1 广域测量系统以及广域保护简介 (16)
3.1.1 广域测量系统的介绍 (16)
3.1.2 广域保护简介 (16)
3.2 基于广域信息的选线方案 (17)
3.2.1 方案的提出 (17)
3.2.2 算法的基本原理以及推导过程 (18)
3.2.3 故障线路的选线判据 (19)
3.3 算例验证以及分析 (20)
3.3.1 算例系统简介 (20)
3.3.2 测试结果以及分析 (20)
3.4 本章小结 (23)
4 基于暂态零模量电流的配电网接地故障判断 (24)
4.1 相模变换的简介 (25)
4.2 基于零序暂态模量的故障判据 (26)
4.2.1 零序暂态模量选线基本原理 (28)
4.2.2 零序暂态模量选线算法仿真 (29)
4.3 基于暂态零模量电流差分比的故障判据方案 (36)
4.3.1 差动保护简介 (36)
4.3.2 基于暂态零模量电流差分比的差动保护算法 (37)
4.4 本章小结 (41)
5 总结 (42)
致谢............................................. 错误！未定义书签。参考文献.. (43)
引言
随着现代工业不断发展以及人民生活水平日益提高，我们对电力的需求也越来越大，对电能可靠性的要求也越来越高。如何在配电网发生故障后，分析故障原因、判断故障线路、并快速恢复供电变得日益重要。在我国配电网中，中性点不接地系统以及中性点的经消弧线圈的接地系统被普遍采用，当发生单相接地故障的时候，系统还能带故障运行一段时间，不会对用户的供电造成影响。不过故障电流由于小，尤其是在当发生高阻接地故障的时候，故障选线就会变得更加困难，所以一直缺少完全可靠的选线方法，由于配电网发展以及配网自动化的技术兴起，这使得对接地故障线路的快速准确的判断变得越来越重要，如果不能立即排除故障，则故障可能会进一步发展，会对整个系统的安全造成威胁，为了提供新的思路解决这一问题，本文提出了基于广域信息配电网的接地故障判断以及基于暂态零模量电流配电网的接地故障判断。
1 绪论
1.1 选题背景以及意义
我国的电力系统主要由发电系统部分、输电系统部分和配电系统部分这三大部分组成。而在我国的电网建设，尤其是对配电网络的建设部分，重视程度还远远不够，使得配电网在规划、设计、运行方面一直以来都是处于比较薄弱环节。而作为整个电力系统终端环节的配电系统，跟用户的关系十分密切，用电负荷的可靠运行起着重要的作用，我国经济发展的快速发展，使得广大用户对电网供电的可靠性要求不断提高。使得对配电网相关的问题进行了深入全面的分析以及研究变得尤为重要。
而在我国，配电网络辐射的范围很广，线路的数量也非常的庞大。所以在线路发生接地故障的时候，能有效快速检查线路、排除故障，并且很快的恢复供电，对可靠保障供电的起到了重要的作用，也能满足用户的供电需要。
我国的电力系统中性点接地的主要方式有两种，分别是非有效接地的方式和有效接地的方式，非有效接地的方式主要是中性点的经高阻抗接地方式、中性点的不接地方式以及中性点的经消弧线圈接地的方式。由中性点接地的方式，电力系统分为小电流接地系统跟大电流接地系统。而在我国，110k V 以下的电压等级系统主要是采用了中性点非有效接地方式，也就是小电流接地系统；110k V 以及以上的电压等级的系统主要是采用了中性点有效接地方式，也就是大电流接地系统。
在我国，配电网一般采用中性点非有效的接地方式。当线路上发生了接地故障时，特别是单相接地故障的时候，发生故障的部位流过故障的电流非常小。所以在线路发生了单相接地故障之后，由于线路的三相线电压跟之前是一样对称的。因此，一般来说能适当的运行几个小时。但是如果长期运行将不利于绝缘，对设备也有造成一定的损坏，还有可能引起接地故障的扩大，危及电力系统的安全运行。所以，要及时的找到故障线路并切除故障，是一项非常重要的任务。
1.2 国内外研究概况
我国对单相接地的保护方法以及故障选线装置的开发研究就从未中断过，保护方案从零序电流过流保护到无功方向保护,从基波方案发展到五次谐波方案,
从步进式继电器到微机群体比幅比相以及近期出现的注入法和人工智能方法等。
随着选线理论的发展,各种选线装置也相继问世。年代末,我国就利用接地故障暂态过程研制成功了选线装置。年代后期,上海继电器厂和许昌继电器厂等单
位研制生产了反映中性点不接地系统零序功率方向的一型保护装置和反映经消弧线圈接地系统五次谐波零序功率方向的一,一,一型保护装置。年代中期,我国又研制成功了微机型小电流接地系统单相接地选线装置。近几年来,随着选线理论和微机技术的不断发展,又出现了一批新的选线装置,如基于“注入法”的选线装置、残流增量法微机选线装置等。
在 20 世纪初期，国外就开始对小电流接地系统的选线装置进行了大量的研究。在欧洲和美国,小电流接地系统中单相接地保护被认为难于实现,且引起的过电压严重,因此他们宁愿在供电网架结构上多投资以保证供电可靠性,也不采用此种接地方式,但是近年来的专题报告中也认为应当加强小电流接地系统的保护研究。在原苏联,小电流接地系统获得了广泛应用,并对其保护原理和装置的研究给予了很大的重视,研制了几代装置,在供电和煤炭行业中得到了应用,保护原理也从过流、无功方向,发展到群体比幅装置由电磁式继电器、晶体管发展到模拟集成电路和数字电路,而微机构成的装置则较少。德国多使用中性点经消弧线圈接地系统,并于年代就提出了反映故障暂态过程的单相接地保护原理,研制了便携式接地报警装置；而挪威一公司则利用测量空间电场和磁场的相位,反应零序电压和零序电流的相位,研制了悬挂式接地指示器,分段悬挂在线路和分叉点上。上世纪年代以来,随着法国、波兰等欧洲国家逐渐将中压电网由中性点经低阻接地方式改为谐振接地方式,国外多家电力公司对小电流接地保护装置进行了深入研究和现场实验。。如法国电力公司应用有功电流法开发出保护装置波兰某电力公司应用零序导纳法研制了导纳接地保护装置。这些保护装置已在国内推广应用,到年为止,己有多套投入中压电网运行。
1.3 各种故障选线方法简介
在电力系统的研究领域，配电网故障选线是近几年研究的热点之一。至今已有多种故障选线原理被提出，不利用故障信号的特征分量进行选线分别有S 注入法、注入变频信号法；利用故障信号的特征分量进行选线分别有零序电流比幅法、零序电流比相法、五次谐波分量法、负序电流选线法、最大Δ( I sin ?) 选线法、首半波选线法、基于小波分析选线法。
1.3.1 不利用故障信号的特征分量进行选线
1）S 注入法
s注入法选线原理不利用单相接地故障产生的信号,而是向系统注入外部信号进行选线。作为一种最早实现的在线定位方法，其基本原理是：发生单相接地故障后，通过电压互感器向系统注入 220Hz 电流信号，使用信号探测器沿线路检测，注入信号消失点即为接地点。其优点是地面检测，无需登杆，在接地电阻较小时，有较高的精确性；的接地相电压互感器注入信号,不增加一次设备,不影
响系统运行。但是注入信号法也存在着一些问题，注入信号的功率不够大,变换到高压侧的注入信号非常微弱,很难准确测量经高阻接地时,注人信号微弱而不易检测弧光接地时谐波含量丰富,注人信号极易受到干扰。
2）注入变频信号法
注入变频信号法根据故障后位移电压大小的不同,选择向消弧线圈电压互感器副边注入谐振频率恒流信号还是向故障相电压互感器副边注入谐振频率恒流信号,如果位移电压较低,则从消弧线圈电压互感器注入谐振频率恒流信号,如果位移电压较高,则从故障相电压互感器注入谐振频率恒流信号。监视各条出线上注入信号产生的零序电流功角、阻尼率的变换,比较各条出线阻尼率的大小,再根据线路受潮及绝缘老化等因素得出选线判据。但是当接地电阻不太大时,信号电流大部分都经故障线路流通,导致非故障线路上阻尼率误差较大。
1.3.2 利用故障信号的特征分量进行选线
1）基于故障信号的稳态特征分量进行选线
（1）零序电流比幅法
当中性点不接地系统发生单相接地故障时,流过故障线路的稳态零序电流在数值上等于所有非故障线路对地电容电流之和,故障线路上的零序电流最大,通过零序电流幅值大小比较就可以找出故障线路。该方法在一定程度上弥补了单纯采用零序电流幅值或者相位单一特征量选线的不足，但是也有其缺陷：例如不能避免电流互感器的不平衡电流和过渡电阻的影响，同时对于谐振接地系统来说,由于谐振接地系统中消弧线圈补偿电流的存在,往往使故障线路电流幅值小于非故障线路,因此零序电流比幅法不适用于谐振接地系统。
（2）零序电流比相法
当中性点不接地系统发生单相接地故障时,流经故障线路的稳态零序电流的方向是从线路流向母线流经非故障线路的稳态零序电流的方向是从母线流向线路。通过比较零序电流的方向就可以找出故障线路。这种方法在故障点离互感器较近、线路很短、高阻接地等情况发生时,测量到的零序电压和零序电流较小,相位判别较困难,可靠性低。对于间歇性接地故障来说,零序电流畸变严重,难以计算相位,容易出线误判。对于谐振接地系统来说,因为在过补偿或完全补偿状态下,故障线路的零序电流方向于非故障线路相同,因此零序电流比相法不适用于谐振接地系统
（3）五次谐波分量法
该方法弥补了前两种方法的共同不足之处，能适用在中性点经消弧线圈接地的配电网系统中。电力系统中存在着大量的非线性元件，当发生故障时，由于受接地电阻，消弧线圈及变压器线圈等电气设备的非线性影响，故障电流中将会引
起高次的谐波电流，以五次谐波分量居多。当小电流接地电网中发生单相接地故障时，高次谐波随之产生。高次谐波电流中的容性分量与谐波次数成正比，消弧线圈对系统的补偿作用可忽略不计。由于系统中5次谐波电容电流含量较大，且分布特性与中性点不接地系统的基波电容电流完全一致，即故障线路中的5次谐波零序电流最大，滞后5次谐波零序电压90度；非故障线路中的5次谐波零序电流较小，超前5次谐波零序电压90度，利用群体比幅比相算法就可以实现故障选线。
(4)负序电流选线法
单相接地故障发生后，不仅会产生零序电流，而且还会产生负序电流，利用该方法进行故障选线的主要依据是：故障和非故障线路电流的负序分量大小相差很大，前者远大于后者，两者的电流方向相反，故障线路和电源流出的负序电流方向也不同。该方法不受弧光接地的影响，且抗过渡阻抗的能力较强，其缺点在于：正常运行时候线路电流中也含有很大成分的负序电流，另外，当配电网的三相负荷不平衡时，将会有负序电流产生，从而影响了实际中选线的准确性。在实际中的应用效果也不是很好。
（5）最大Δ( I sin ) 选线法
该方法的原理是：记下将各条线路在正常工作情况下的零序电流的幅值和相位，然后选择一个中间参考信号作为参照量，记录下各条线路在故障前的零序电流对故障母线在故障后的相位关系，最后把它们都投影到故障线路的零序电流的理论方向上，计算得出各条线路故障前后的投影之间的差值[20]。利用差值的大小来进行故障线路的判别。此方法的优点是可以消除了电流互感器的不平衡电流的影响，其缺点是当中间信号出现问题时将会造成算法问题，使算法失效，还有就是计算时有相量和相位，计算量很大。这正是该方法的主要缺点。
2）基于故障信号的暂态特征分量进行选线
(1) 首半波选线法
首半波法的原理如下：暂态零序电流和的电压首半波，在正常情况下和故障时刻的幅值和方向均不相同。可以利用这一特征进行分析，得出结果。这种方法的优点是可以避免不稳定接地故障。缺点是对检测装置的同步采样的速度要求较高。还有就是首半波法容易受到线路故障时的故障参数的影响。当故障发生在相电压幅值接近于零时，暂态电流信号也是比较小，则该选线方法也会出现失效。
（2)基于小波分析选线法
小波变换是一种信号的时间频率分析方法,是一种窗口大小固定不变但形状可以改变,时间窗口和频率窗口都可以改变的时频局部化分析方法。小波变换的极大值检测法是多尺度边缘检测,多尺度边缘检测是在不同尺度上先对信号进行
平滑,再由光滑信号的一阶导数检测信号突变点。该原理为：利用小波变换作为提取信号的手段，提取故障暂态过程中的故障线路与非故障线路的特征量信息，根据它们在暂态特征量的幅值包络线的不同，且极性相反的特性在分析选择出故障线路[22]。这种方法的优点是可以避免因为干扰和测量的误差，借此避免故障特征湮没，提高故障选线的可靠性。该方法的缺点是暂态特征信号的持续时间短，测量时的随机性、局部性等约束，暂态方法的使用上受到限制。
1.4 本论文的主要研究工作
配电网接地故障选线是近几年研究的热点问题，但是目前没有一种方法能够很好的解决这个问题。每一种方法都有一定的适用范围，比如有些方法只能适用在中性点不接地系统，而不能适用在中性点经消弧线圈接地的系统中。本文在已经提出的各种选线方法研究的基础上，提出了新的配电网接地故障选线，主要的研究内容有以下几个方面：
1）先对配电网的接地故障进行了理论分析，并分析了配电网发生接地故障后的各种电气特征量，为今后的故障选线方法研究提供了一定的理论支撑。
2）针对放射性配网的结构特点，本文将广域信息引入配网中，提出了一种基于广域测量信息的配电网接地故障检测的方法。该方法主要利用放射性配网的特征结构信息矩阵以及广域信息来进行故障判断，可以判断本线路末端的各种接地故障与下条线路的出口处的各种接地故障。
3）以 33 节点系统的数据为例,通过对放射性配电网结构的分析，利用放射性配网的特征结构信息。通过 Matlab 编程，实现故障前后配网潮流的计算，从而提取出所需要的广域信息，再经过适当的处理，验证了基于广域测量信息的配电网接地故障检测的方法的效性。
4）针对线路发生单相接地故障的概率较大，本文提出了一种专门判断单相接地故障的判断方法，即基于暂态零模量电流的选线方法。在此基础上，提出了两种有效区分故障线路和非故障线路的选线判据。
5）以 Matlab/Simulink 为工具，建立一个简单的放射性配网的仿真模型，分别在各种不同的故障条件下，对基于暂态零模量电流的选线方法进行了验证。
2 配电网接地故障理论分析
2.1 中性点接地方式及短路故障的分类
2.1.1 中性点接地方式介绍
在我国的电力系统中，随着配电网电压等级的升高，对绝缘的投资大大增加，为了降低设备造价，采用了中性点直接接地系统，其主要优点是单相接地时，其中性点电位不变，非故障相对地电压接近于相电压(可能略有增大)，因此降低了电力网绝缘的投资，而且电压越高，其经济效益也越大。配电网中性点接地方式主要有以下几种；不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地、经电抗接地、直接接地等几种。就其主要运行特征而言,可归纳为两大类，分别是中性点有效接地方式和中性点非有效接地方式。
其中，中性点有效接地方式主要适用于 110k V 及以上电压等级的电网中。中性点非有效接地方式是在配电系统中主要采用的一种接地方式。当电力系统中性点对地为完全的绝缘时，此时的中性点运行方式即为中性点不接地方式。由于在中性点不接地方式中对接地的电力设施的经济投入比例是非常的少，所以该种接地方式的造价成本比较低，因此它普遍适用于我国乡镇的 10k V 配电网中。在该种接地的方式下，当线路发生单相接地故障的时候，由于故障电流无法形成流通的回路，此时的故障电流也很小，而且线路之间的线电压较未发生故障时的线电压没有任何的改变。所以在发生单相接地故障后，系统可继续运行几个小时的时间，因此有了比较充足的时间去将排除故障。如果发生单相接地故障后，系统继续长时间的运行将会击穿系统中绝缘性能比较差的地方，从而发生多点接地故障，进一步扩大了故障发生的范围。
当中性点不接地系统单相接地电流较大时，在发生单相接地故障后，接地电容电流也变的很大，从而对产出的电弧很难熄灭。而引起弧光接地过电压，影响到周围设备的安全，严重的还将发展成系统性事故，为了避免事故的发生，所以我们采用了中性点经消弧线圈接地的方式，也就是系统的中性点与大地之间的电气联系是通过电抗器进行链接的一种方式。当发生单相接地故障后，通常利用电抗器中的电感电流对故障电容电流补偿，补偿后的故障电容电流大幅度的减小，从而对电弧的熄灭起到了促进的作用。该种接地的方式不仅有利于电弧的自动熄灭，还可以防止由已经发生的单相接地故障进一步恶化为相间短路的发生。通常情况下消弧线圈的补偿方式共有三种，它们分别为欠补偿方式、全补偿方式和过补偿方式。感性电流比线路中对地电容电流小时，此时的故障点处的电流为容性的电流，该种补偿方式即为欠补偿方式，这种方式一般比较少用；感性电流恰好
等于线路中的对地电容电流时，此时的故障点处的电流也恰好等于零，该种补偿方式即为全补偿方式这是最理想的方式，但实际上它存在严重缺点；当消弧线圈中补偿的感性电流比线路中对地电容电流大时，此时的故障点处的电流为感性电流，该种补偿方式为过补偿方式，这种方式不会因为线路的退出而出现全补偿，所以在一般的运行中均采用这种补偿方式。中性点经消弧线圈接地系统属于小电流接地系统，它与中性点不接地系统的特点相同，凡单相接地电流过大，不满足中性点不接地条件的电力网，均可采用中性点经消弧线圈接地系统。
由于城市10kv电网中电缆线路增多，使接地电容电流大大增加，加上部分年代久远的电缆绝缘老化，一旦线路发生单相接地故障，很容易发展成相间短路，从而使回路电源侧的继电保护装置动作而跳闸，即原有的小电流接地系统的相对的绝缘必须按线电压考虑，绝缘投资较大，经综合比较后，将这样的电力网改成中性点经小电阻接地，中性点经小电阻接地系统属于大电流接地系统，具有大电流接地系统的优点。其接地电阻值的大小，系根据将系统单相短路电流限制在一定值以下，以保证10kv断路器能可靠开断，同时考虑到满足继电保护的灵敏度要求来确定，虽然这种接地系统在发生单相接地时将跳闸，但由于其避免了单相接地发展为相间短路的情况，提高了电力网和电气设备可靠性，因此逐渐得到了采用，在部分35kv电力网也有采用。当中性点与大地之间的电气联系是通过一个定值电阻链接时，此种中性点接地方式即为中性点经高阻抗接地方式。在中性点经高阻抗接地方式中发生单相接地故障时，该定值电阻与线路的对地电容形成并联放电通道，从而适当的减小了容性电流。
根据配电网的不同情况，对我国配网中中性点的各种不同的接地方式做了简单的介绍，且每一类接地的方式都有一定的利弊，根据现实中电网的情况和当地的环境采用合适的中性点接地方式。一般而言，架空线数量比较多的配网中，主要选择中性点不接地的运行方式或者选择中性点经消弧线圈的接地方式；电缆线路数量比较多的配网中，主要选择中性点经高阻抗的接地方式；对于两者混合相当的配网中，其选择应从实际情况考虑。由于我国在配电网的应用中广泛使用中性点不接地方式以及经消弧线圈接地的方式，所以下面主要分析在这两种接地方式下发生单相接地故障后的电气特征量。
2.1.2 配电网短路故障的分类介绍
配电网主要是由配电变压器、架空线路或电缆线路、隔离开关、无功补偿电容、杆塔以及其他的一些设备所组成的一个整体。在电力网中起重要分配电能作用的网络，配电网的短路接地故障可以分为单相接地故障、两相短路、两相接地短路、三相短路：
1）单相接地故障
单相接地故障是在配网中很常见的一种故障，它几乎占所有故障类型的 83%以上。多发生在潮湿、多雨天气。由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起的。单相接地故障引起的各种危害也比较多，不仅影响了用户的正常供电，而且可能产生过电压，烧坏设备，如果单相接地故障后系统长时间的运行将会引起其他故障的发生，使得故障范围进一步的扩大。
2）两相短路
两相短路是指三相供配电系统中任意两相导体间的短路，比单相接地故障更为严重的一种故障，因而对系统造成的危害是比较大的，常会导致用户大面积的停电，甚至是烧毁线路。不过两相短路发生的概率是8%，比单相接地故障发生的概率小很多。
3）两相接地短路
两相接地短路是指中性点不接地系统中，任意两相发生单相接地而产生的短路，在该类故障中有零序电流的存在，而两相短路故障中则没零序电流。发生的概率也只有5%。
4）三相短路
三相短路是指供配电系统中三相导体间的短路，三相短路也属于对称短路，其他的故障都是非对称故障，发生故障的概率最小，但是短路时，短路电流最大，在所有故障中最为严重的一种故障类型。
2.2 单相接地故障稳态电气分量分析
图 2-1 中性点不接地系统的电容电流分布图
l相发生A单相金属性接地故障，电网中在中性点不接地系统中，假设线路
3
的电容电流分布情况如图 2-1 所示，图中1C 、2C 、3C 为各线路对地电容。
配电网络为一个中性点不接地的配电网络；为解决这一问题，一般是在中性点加入消弧线圈，并多采用消弧线圈并（串）电阻的派生接地方式。下面将分别对这两种系统发生单相接地故障时的稳态电气分量做了重点的理论分析。 2.2.1 中性点不接地系统单相接地故障稳态分析
在正常运行的情况下，线路1l 的三相有相同的对地电容1C ，在相电压作用下，每一相都有一超前于相电压090的电容电流流入地中，而三相电容电流之和等于零。当线路3l 的A 相发生单相金属性接地故障后，故障相对地电压变为零，非故障相对地电压升高3倍，对地电容电流也相应地增大3倍，向量关系如图 2-2所示：
图 2-2 A 相接地时的向量关系图
在 A 相接地以后，忽略掉负荷电流和电容电流在线路阻抗上产生的电压降，在故障点处各相对地的电压为：
22 )(12- 2 (2-1)
则母线中性点的零序电压为：
(2-2) 对于非故障线路来说，以线路1l 进行计算，其三相对地电容电流分别是：
（2-3)
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式中 1
A I 、1
B I 、1
C I 为线路1l 各相对地电容电流，1C 是线路1l 单相对地电容，ω是电网角频率。则1l 基波零序电流为：
(2-4)
式中的01I 为1l 的基波零序电流，而其他非故障线路的零序基波电流与线路 1l 类似。
由公式（2-4）可以看出，非故障线路的零序电流的大小为该线路三相对地 电容电流的向量和，其方向是由母线流向线路。
故障线路 3l 的各相对地电容电流为：
(2-5)
3l 的基波零序电流为：
(2-6)
由公式（2-6）得故障线路的基波零序电流等于所有非故障线路基波零序电
流的向量和，方向为从线路流向母线。
有分析得出中性点不接地系统发生单相接地故障时的故障特征：
（1）在单相接地时，故障相对地电压降为零，而非故障相对地电压升高为原来的3倍，即为线电压，同时全系统出现零序电压；
(2) 非故障线路的零序电流大小等于其三相对地电容电流之和，容性无功功 率方向是由母线流向线路；
(3)故障线路的零序电流为所有非故障线路对地电容电流之和，容性无功功 率方向由线路流向母线。
2.2.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障稳态分析
由中性点不接地系统单相接地故障稳态分析得出，当中性点不接地系统发生单相接地故障时，故障点会流过整个配电网的对地电容电流。如果电网馈线以及电缆线路比较多，整个系统的对地电容电流就会比较大，这时很多的瞬时性故障将不能自动消除，同时在接地点会形成电弧，引起弧光过电压，从而使得非故障相的对地电压进一步升高，很有可能会造成绝缘损坏，使事故进一步扩大。为解决此问题，一般在中性点加入消弧线圈，并多采用消弧线圈并（串）电阻的派生接地方式。这时单相接地故障如图 2-3 所示： 101110133C U j I I I I
C B A ω =++=)(?????==++-=3333321033C U j I C U j I C C C U j I C C B B A ωωω )(02
013330333I I I I I I C B A +-=++=
提高配电网故障抢修效率的探索 发表时间：2018-08-17T15:31:35.837Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：刘兴 [导读] 摘要：电力企业是我国经济发展的主要支撑力量，它不仅仅能够影响人们的生活，还影响社会经济的发展，因此，保证电力企业发展是我国目前的主要任务。 （国网晋中供电公司山西晋中 030600） 摘要：电力企业是我国经济发展的主要支撑力量，它不仅仅能够影响人们的生活，还影响社会经济的发展，因此，保证电力企业发展是我国目前的主要任务。保证配电线路正常运行不仅需要电力员工有专业的知识，还需要电力企业建立完善的管理模式，保障电力企业的正常运行，提高配电线路故障抢修的效率，保证客户的用电需求，从而提高电力企业的发展速度。 关键词：配电网；故障抢修；提高效率 引言 结合现状确定我国配电网运维抢修工作中存在的缺陷，并从不同角度出发，分析确定问题存在的原因，然后来对抢修流程进行调整和优化，争取第一时间到达现场完成故障排除，恢复到正常供电。 1配电网运维抢修工作流程 对配网运维抢修工作特点进行分析，可以将其工作流程分为以下几个步骤，及到达现场、定位故障、隔离故障、物资到位以及现场施工，整个流程可称为抢修生命周期，任何一个步骤出现问题，均会对最终抢修效率产生影响。当配网受自然灾害或者其他因素影响出现故障无法正常供电后，故障抢修点会向系统报修，并通过监控设备将系统实时状态信息传递给控制中心，经过控制中心确定大概的故障类型后，确定初步故障抢修方案，然后安排就近人员进行现场抢修。其中，抢修人员在接到抢修任务时，需要立即赶往现场，并通过电话来通知客服取单，并现场完成故障处理，待抢修完成后，对抢修单相关内容进行如实填写，并通过电话来向相关部门汇报相关情况。对整个流程操作效率进行分析，可以发现传统的电力抢修流程存在较多不足，信息传输速率慢，且存在众多人工环节，抢修业务连贯性较差，还需要做更进一步的调整优化。除了要对硬件设备进行更新外，还需要重视通信技术手段的选择，以求能够及时掌握抢修作业进度，第一时间将故障信息传递给抢修人员，提供过对资源的规范化管理，提高运维抢修工作效率。 2配电网故障抢修原因分析 2.1客户之声分析 分别从企业内部和外部客户收集对低压故障平均复电时间的关注点，其中，企业之声：提高抢修及时率，所有抢修工单及时签收和处理；故障抢修类型众多，抢修前必须带足安全工器具，保障抢修人员的人身安全；非工作时间工作量较大的故障抢修响应速度较慢，抢修管理制度执行不到位。客户之声：客户反映致电95598报障，约30min后供电所维修人员才到达现场；客户反映供电所人员到达故障现场后，再次往返供电所，复电时间长；客户反映昨晚对故障隔离和简单安全处理，今天上午还未有供电所人员进行处理。 通过对企业之声和客户之声的深入分析，明确关键品质特性，主要包括低压故障平均停电时间、抢修前准备时长、抢修资源协调、故障定位效率、抢修及时率和值班制度执行率。同时，建立关键品质特性选择矩阵，优选出得分最高的一项：低压故障平均复电时间作为项目关键指标；同时，选择次优指标：抢修前准备时长、抢修资源协调、抢修及时率等作为项目关键指标的支撑指标。 2.2流程效能分析 配电网故障抢修工作主要包括：接受急修任务、故障定位、故障汇报、故障隔离、故障修复、恢复送电等六个环节。从抢修全流程分析不同时间段同一流程环节完成的时间分析抢修流程的波动性，数据分析结果表明主要从接受急修任务到抢修进行的过程占整个流程时间的86%，抢修人力物力到达现场、抢修进行等环节波动性较大。对某供电局近三年低压故障平均复电时间的数据各环节进行分析，跟踪并分析六个环节的实际操作，并详细记录各环节完成时间，确定必要非增值环节为“准备、到达现场用时较长”；浪费环节为“往返供电所耗时较长”。 2.3影响因素分析 （1）针对故障抢修流程中“抢修人力物力到达现场、抢修进行”等波动性较大的环节，以及“抢修准备、到达现场用时较长、往返供电所”等必要非增值和浪费的环节，从八大浪费角度开展头脑风暴，充分暴露上述环节中具体的浪费以及造成浪费和问题的原因。（2）基于上述潜在原因分析，再次运用鱼骨图从“人机料法环”角度分析进一步整理和分析，结果表明造成故障平均复电时间较长的潜在原因。（3）基于鱼骨图分析的潜在原因，利用C&E矩阵，通过专家评分，分析主任落实不到位、大故障抢修人力不足等因素对于抢修及时率、抢修准备、抢修资源协调等影响程度。（4）根据C&E矩阵评分结果，制作影响因素因果关系排序表，并制作帕累托图，从分析可以明显看到，影响故障复电时间的占比较大的因素有责任落实不到位，大故障抢修人力不足，深夜抢修，工作推诿，抢修物资不足，物资存放位置分散。（5）针对责任落实不到位，大故障抢修人力不足，深夜抢修等影响因素进一步利用5Why分析，得到根因主要有对工作时段和非工作时段要求不细化，值班人员配置不合理、抢修车抢修物资存放定置不合理等。 3提高配电网故障抢修效率的措施 3.1做好配电线路管理维护工作 线路故障不仅影响人们的日常用电，还影响人们的生命安全，在线路故障中，短路故障作为危害较大的一种故障，维修工作非常复杂，这就需要电力系统运行中，做好配电线路管理维护工作，减少线路故障的发生率。在线路的维护过程中，电力企业需要建立一个抢修小组，制定出完善的抢修计划，有序的进行抢修工作，以及在抢修小组中制定考核机制，不定期的对员工进行考核，考核不合格的员工不再参与抢修小组的工作，通过这种方式，抢修人员能够不断提升自身能力，提高员工责任意识，提高配电线抢修的工作效率。 3.2优化抢修过程 在抢修的过程中，一共有五个步骤：第一，到达现场，当接到抢修电话时，利用电子系统找到抢修点的负责人，负责人安排抢修人员带着检测工具快速到达抢修点。第二，故障定位，当抢修人员到达现场后，利用检测设备以及走访居民等方法，确定故障位置。第三，故障隔离，抢修人员根据故障原因，确定故障涉及范围，避免大范围的停电。第四，物资到位，为了保证抢修的速度，抢修人员需要在日常工作中配备好抢修中会用上的工具，加快抢修速度，不影响居民的正常用电。第五，现场施工，为了提高施工效率，抢修人员需要在日常工作中提高自身的技术，电力企业还需要完善施工工具，保证在抢修的过程中能够安全快速的完成抢修任务。
摘要 配电网是我国电力系统重要组成部分，它的安全稳定运行对整个电力系统的安全稳定起着重要的作用。在我国，电力系统中性点的接地方式对于电网的运行至关重要。目前主要的接地方式有中性点不接地、中性点直接接地、中性点经电阻接地、中性点经消弧线圈接地。我国中、低压配电网中性点大多数采用小电流接地方式,即中性点不接地、经高电阻接地或者经消弧线圈接地。由于城市电力系统的不断发展，电力电缆被广泛的使用，所分布电容也随着增大，从而导致了接地的电容电流大大的超过了运行规程规定，因此为了能瞬时自行熄灭接地电弧，采用了中性点经消弧线圈接地的运行方式，就是我们所常说的谐振接地。当在中性点不接地系统中，发生单相接地故障后，由于故障电流的比较小，系统还能正常运行一段时间，不会对用户供电造成影响。尽管如此，但假如长时间运行，要是则会引起其它更严重的系统故障，破坏整个系统安全运行。所以，要及时找到故障的线路并且切除故障。单相接地故障时，由于故障电流小，尤其在中性点的经消弧线圈接地运行方式中，因为电感电流的补偿作用，使故障电流就更小了，这会给准确的故障选线带来了困难。 目前在我国内已经提出了好多选线方法，不过每种方法都有其适用范围。本课题先简单讲解了各种选线方法所存在的问题和基本原理，接着介绍配电网的中性点的各种主要的接地方式和短路故障类型，主要分析了中性点的不接地系统及中性点的经消弧线圈接地系统在单相接地故障发生时的电气特征量，作为本课题的选线判据理论基础。 广域测量技术是近年来电力系统前沿技术中最活跃的领域之一。该技术是基于同步相量测量技术,在现代高速的通信网络的支持下,对地域广阔的电力系统 运行状态进行监测和分析,为电力系统实时控制和运行服务的系统。广域测量系统对电力系统控制、保护、规划、分析等领域也有着深远的影响。从保护角度出发，还与放射性配电网的自身结构特征结合，来提出了一种基于广域信息的配电网接地故障选线。这种方法是从电力系统的最基本网络方程来出发，利用放射性配电网特征结构信息的矩阵和广域信息完成了对故障线路的判断。跟以往的方法比较，这方法不是利用故障的电流，而是利用通过广域信息来完成故障判断。这方法不仅能够判断线路是否发生对称故障，还能判断线路是否发生也不对称故障，比如：单相短路的接地故障。这方法有明确的物理概念还能判断出本线路末端的故障以及下一条线路出口处的故障。文中利用了33 节点的系统来验证了方法 的有效性。 在配电网中,单相接地故障率最高,尽快选出故障线路,对系统的正常运行具
配电网单相接地故障原因分析 发表时间：2018-08-17T13:40:38.403Z 来源：《河南电力》2018年4期作者：赵明露 [导读] 当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 （新疆光源电力勘察设计院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000） 摘要：配电网在电网中使用广泛，其运行的可靠性和安全性对促进社会的发展和提高人民的生活质量有着很大的作用。但是配电网也常出现单相接地故障，对社会经济发展和人民生活质量造成很大的影响。因此本文主要对配电网单相接地故障及处理进行探析，重点分析配电网单相接地故障原因及对电网的影响，同时也提出针对故障处理的一些措施及方法。通过对配电网单相接地故障定位及应用实例的探析指出，当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 关键词：配电网；单相接地故障；原因分析 导言 针对小电流接地系统过电压等弊端，特别是故障线路选择、故障点定位、测距的困难性，有专家建议我国配电网改用小电阻接地方式。但这样不仅要花费巨额的设备改造费，还丧失了小电流接地系统供电可靠性高的优点。随着社会的发展，对供电质量的要求越来越高，小电流接地方式无疑具有独特的优点。如果能够解决小电流接地故障的可靠检测问题，及时发现接地故障线路，找到故障点，并采取相应的处理措施，减少甚至避免接地故障带来的不良影响，小电流接地方式将是一种理想的模式。因此，研究中低压配电网的单相接地故障特征很有必要。 1配电网单项接地故障的影响 1.1线路影响 配电网发生单项接地故障时，故障点的位置会出现弧光接地，在附近的线路中形成谐振过电压，与正常配电网运行时相比，过电压要高出几倍，超出线路的承载范围，直接烧毁线路，或者是击穿绝缘子引起短路。单项接地故障对配电网线路的影响是直接性的，线路多次处于电压升高的状态，就会加速绝缘老化，配电网线路运行期间，有可能发生短路、断电的情况。 1.2设备影响 单项接地故障产生零序电流，容易在变电设备周围形成零序电压，不仅增加设备内的励磁电流，也会引起过电压的现象，导致设备面临着被烧毁的危害。例如：某室外配电网发生单项接地故障后，击穿变电设备的绝缘子，此时单项接地故障对变电设备的影响较大，导致该地区停电一天，引起了较大的经济损失，更是增加了设备维护的压力。 1.3人为因素造成单相接地故障 由于部分线路沿公路侧架设，道路车流量大，部分驾驶员违章驾驶，造成车辆撞倒、撞断杆塔的事件时有发生。城市转型升级建设步伐加快，伴随着三旧改造，大量的市政施工及基建项目不断涌现，基面开挖伤及地下敷设的电缆，施工机械碰触线路带电部位。因为不法分子这些贪图私利的窃盗行为引发电网故障，造成大规模大范围停电，给社会发展和人们生活带来了极大的影响。 2配电网系统单相接地故障的检测技术应用分析 在对单相接地故障进行检测过程中，传统的故障检测方法因为自身的局限性比较多，因此，需要全新的检测技术开展故障检测。本次研究过程中主要提出了S型注入法和TY型小电流接地系统单性接地选线和定位装置在配电网单项接地故障检测中的应用。 在实际故障检测过程中，首先将处于运行状态下的TV向接地线中注入相应的信号，并通过信号追踪和定位原理直接检查到故障点。设备和技术在实际应用过程中，该装置的原理和传统的故障检测方法存在很大的区别，在具备选线功能的前提下，还应该具备故障定位功能，这项技术在单相接地故障中有着广泛的应用前景。从这种故障诊断装置的组成分析，主要包括了主机、信号电流检测器等几个部分。在检测过程中，主机在信号发出之后，利用TV二次端子接入到故障线路中，从而通过自身的接地点达到回流的目的，主机内部要安装好信号检测器，当配电网系统中出现了接地故障之后，主机中的信号检测器就会自动启动，并向着故障相中输入特殊的故障信号，此时工作人员可以根据这个信号判断出故障点在哪一个位置上。如果配电网系统中某一个线路存在单相接地故障，变电站母线TV二次开口三角绕组输出电压将装置启动，这时装置就会对存在单相接地故障故障点进行自动判断，同时，在与之相对应的TB二次端口中注入220Hz的特殊信号，并利用TV将其转变转化后体现在整个配电网系统中。故障相和大地形成一个完成的回路，并使用无线检测设备对这种信号进行跟踪检测，从而就能实现对故障位置的精确定位。 3处理方法 3.1精准快速查找出故障区间 当发生单相接地故障后，工作人员第一时间要做的是精准快速查找出故障区间，以便后面故障处理行动的开展。因此，如何能精准快速查找出成了重要的问题。针对传统方法很难精准快速查找出故障区间的问题，本文提出的是一种小电流接地系统单相接地故障定位的方法。在供电线路干线和分支线路的出口处均布置零序电流测点，编号各个测点，测量数据。当某条出线线路发生单相接地时，故障相线对地的电压将降低，若是金属性的完全接地甚至能降为0kV，非故障相线对地电压将升高，若是金属性的完全接地甚至能升为线电压。此时利用小电流接地系统单相接地时所产生的零序电流，能准确判断出发生故障的线路及故障区间。利用测点确定故障支路，为后面故障处理工作提供依据。 3.2做好管理层面的预防工作 3.2.1在日常做好线路检修和巡视工作，采用定期和不定期的巡视方式，及时排出线路中可能存在的隐患，尤其是要注意高大建筑物、树木和线路之间的安全距离，做好绝缘子加固、更换工作，保证线路达到标准化程度，做好防雷击保护工作。 3.2.2在不同的运行环境应该采用合适的运行和维修措施，尤其是在容易受到污染的区域，要保证绝缘设备的绝缘能力，提高绝缘子的抗电压水平，这样才能更好地促进整个电网绝缘性能的提升。 3.3严谨快速抢修 当工作人员找出精准故障区间后，在天气晴朗条件允许的情况下，供电部门应及时派出有经验的工作人员快速到达故障地进行抢修。
直流配电系统故障分析与保护技术研究 发表时间：2019-09-18T10:31:29.667Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：高峰刘伟郑锦欢 [导读] 摘要：直流系统可将分布式发电、配电供电及储能等优点进行充分发掘，以便为电气企业的供电与用户的用电提供新效益与新价值。 （国网山西省电力公司检修分公司） 摘要：直流系统可将分布式发电、配电供电及储能等优点进行充分发掘，以便为电气企业的供电与用户的用电提供新效益与新价值。系统保护是配电安全运行的保障，其实施难点主要是电流未能经过零点，使灭弧较难，且控制相对复杂，需给予灭弧更大的空间。国家电气工程相关工作人员在研究直流保护的过程中，应对其运行动态与常见故障间的关联进行充分考虑，以此来获得更佳的保护效果。文章依据直流组成及其原理，分析总结出了其系统的常见故障类型，提出的一系列故障解决策略，对直流配电系统的完善具有理论性意义，对解决其建设中的实际问题具有现实性的指导意义。 关键词：直流配电系统；故障分析；保护技术 直流配电在有效接纳分布式电源、高效稳定电压变换及控制、系统优化配置、供电可靠性等方面的技术问题已基本解决。直流配电保护是其安全运行的关键，但国内外对直流配电的保护研究尚处于理论研究和试验探索阶段，可以预见一旦突破直流保护这一瓶颈，直流配电技术及装备将快速的发展和广泛应用。 直流配电保护实现的难点在于：直流电流无过零点，灭弧困难，需要更大的灭弧空间和复杂的控制，直流过流速断保护是一个尚需研究和攻克的难题；直流配电系统无论是故障类型、故障发展过程、故障电压电流特性还是故障后果与交流配电网都有所不同；直流配电网中接入多元化的分布式电源、负荷、储能，直流配电系统存在多种不同的运行状态，大量电力电子装置的存在，给保护配合带来了挑战。直流保护的研究与应用必须考虑不同运行状态、源荷敏感特性与故障类型之间的关系。保护模型需要改进或优化以得到更佳的系统参数；保护的算法及程序需要优化以得到更准确的保护整定值及更好的保护效果。 1.直流主动保护构成及其原理 直流保护系统的构成分为单母线配电、两端配电以及放射状与环状配电等四种系统，无论是应用哪一种系统，均是以DC/AC 和 DC/DC 器为载体，使储能、多型负荷及分布式发电相连接，系统保护便集成于 DC/AC 和 DC/DC 中。其主动保护构成由短路与接地保护、绝缘下降、交直流混接、环网保护、交流电网、储能电池、光伏电池及燃料电池等组成，其借助 DC/DC 或 DC/AC 接受配电，将电供给负载。其原理是在电子转换器构造监控与拓扑原理基础上，将其保护行为“融入”转换器的逻控之中，遵循双重保护原则，充分利用隔离单元与电子器件，使诸多故障线路与正常运行的线路自然断离，并对故障较为严重的回路进行切断处理，可阻止轻微故障变严重扩大危害范围，尽可能确保系统正常工作。因电子转换器具有自己的保护性能，所以诸多学术研究人员对其进行探究的兴趣颇高。此项技术具有继电保护作用，已经被国人广泛应用于电气企业当中。直流继电器结合断路器，可对故障进行快速检测与断离。 2.直流配电系统常见故障解析 非高压直流系统中，常见的故障有短路故障与接地故障。 ①短路故障：正负电极均悬空的系统，如若正负极其中一极接地，则无法造成电路短路；如若唯有接地线电压出现异常，且正负极其中一极线路接地，便会引发短路故障。直流系统的短路故障，其电流输送速度飞快，影响范围广泛，且未经过零点。解决直流短路故障的方法诸多，其中切除电路的方式最为直接且效果较好。 ②接地故障：前期线路绝缘性能的下降与交直流交接混乱等问题并未引发接地故障，当接地电压发生异常时，如若未能对其进行有效控制，可使其最终演变成接地故障。近几年，我国的直流断路技术还未发展成熟，对于其他故障的保护方法仅限于监测与报警，而对于接地故障保护，我国已有一定的技术成果，例如环网技术。 ③直流故障具有自身独特的直流电压，其故障点位较难寻找。直流电系中，导致线路故障形成的原因之一是直流环网出现问题。环网故障会使直流电系统之间产生电环流，最终造成输电异常的危害，严重的情况下，很有可能导致线路出现短路或是接地故障。 3.非高压直流系统故障保护方法探析 3.1直流环网维护法 直流环网法的内涵主要指在直流系统未能并列期间，环网存有的多数电气连接。在环网运行的过程中，受倒负荷与绝缘度降低等因素的影响，极易使其出现故障，导致产生火灾、电池使用年限缩短以及空气开关失效等问题。若出现两个直流等级各不相同的系统电压，则会造成更为严重的后果。例如，异常发电现象，会引发电路短路或接地等危害。DC/DC 属于隔离型转换器，具有稳定电压的作用，在直流环网中，可确保各负荷电压始终保持平衡状态。各支流通过使用 DC/DC可完成单独供电。当负荷出现故障时，DC/DC 可保证各直流系统正常运作。面对多条直流线路同时出现问题的危急时刻，借助环网监测可检测出其问题所属的故障种类，并将故障点前后电路封锁，阻止转换器输出电流，实现故障隔离，可有效避免直流主干线与其他支干线的输电工作受到影响。 3.2短路故障保护法 依照主动保护原理，短路故障的保护应以电子器件内部的运行原理及算控法为基础，通过逻辑管控与诊断，对短路电流进行切断处理。单元隔离法将部分因故障问题流失电流进行回吸，可降低故障的破坏力，避免直流系统整体运行中断。ASP 集成器的应用，可将DC/AC 或者是 DC/DC 器中，需要被保护的各直流线路进行串联。考虑到转换器中电力 IGBT 的全控型运作特点及原理，一旦馈线电路或直流干线出现短路问题，可通过逻辑法实现对 IGBT 的控制。快速完成主动保护，使功率输出停止运行，可将短路线路与主干线、分布式发电线、负载线进行脱离，加快了主动保护的速度，增强了其可靠性，使其作用得以充分发挥。短路故障保护的主要控制开关是半导器件，其电路开关通断的控制法与其他方法不同，其故障保护总通断时长应被局限于μs 级范围内。 3.3接地故障维护法 接地保护法是指依靠快速检测，由 DC/DC 器通过将单元进行隔离，进而完成隔离接地故障的目的。在线路馈线处，便将故障限制于此，可有效阻止主干线与电源、负载间的故障传播，为主干线路与其馈线的正常运作提供保障。接地危害的监测工作，是实现直流保护的最大难题。当前，经常被使用的监测方法包括三种，分别是电阻平衡法、漏电检测法及低频交流法等。此三种方法虽然均能为故障的检测工作带来一定的效果，但是，仅能起到报警的作用，无法从根源处解决接地故障问题，防止其危害的发生。此外，漏电后，若绝缘不及
缩短配网故障定位及抢修时间技术手段的研究胡甜甜 发表时间：2018-12-05T21:49:19.517Z 来源：《电力设备》2018年第21期作者：胡甜甜[导读] 摘要：随着现代社会的快速发展，电力资源已经成为当前人们生活和工作过程中不可或缺的重要能源。 （国网福建石狮市供电有限公司福建省石狮市 362700）摘要：随着现代社会的快速发展，电力资源已经成为当前人们生活和工作过程中不可或缺的重要能源。电力企业应该强化配电网发生故障时的抢修工作管理，结合故障精确定位技术，改善配电网故障修理的管理措施以及技术措施，从而达到有效缩短配电网故障抢修时间的目的，提高城市配电网运行过程中的安全性和可靠性。基于此，本文就缩短配网故障定位及抢修时间技术手段进行了论述，以供参阅。 关键词：配网故障；定位；抢修；技术引言 配网系统在实际运行过程中，难免会出现各种故障问题，缩短故障定位与抢修时间，首先需要明确影响配网故障定位与抢修的因素，在此基础上来排除不良因素的干扰，采取科学的抢修技术。以此提高配网抢修工作效率，缩短故障定位与抢修时间，创造预期的工作效果，最终达到良好的抢修工作效果，提高客户用电服务质量。 1城市配电网故障抢修时间的影响因素一般来说，城市配电网故障的抢修过程可以根据其在时间阶段上的行动不同，分为前期准备、到达目标地点、隔离故障以及修复故障这四个阶段。对城市配电网故障抢修时间的影响因素进行分析，也应该相应的从这四个阶段中实施抢修工作耗费时间的相关影响因素进行具体的分析。综合来讲，城市配电网故障抢修时间的影响因素主要包含以下方面：首先是在前期准备阶段的实施过程中，供电局的车辆准备工作以及施工单位到达现场的时间过于缓慢；其次是在到达目标地点的阶段过程中，行车速度过于缓慢、故障排查的顺序过于缓慢；然后是在隔离故障的阶段过程中，相关故障的隔离方法应用速度过于缓慢，浪费了整体配电网故障清除的时间；最后是在故障修复的阶段过程中，这一阶段也是耗费城市配电网故障抢修时间最多的一个阶段，在这一阶段中，工作人员首先要结合电缆故障车确定城市配电网的电缆故障距离，然后根据电缆沿布图中故障位置的坐标精确的对电缆故障进行定位和清除。在这一过程中，由于城市配电网在设计的过程中线路结构设置存在的问题以及相关的备用线路或者线路分段不合理等等，都会给故障修复的时间造成一定的延迟，进而造成整体城市配电网故障抢修时间的延长。除此之外，在城市配电网故障抢修的过程中，城市交通过于拥堵、抢修物资的到达时间过长、故障抢修设备的使用不当以及城市配电网自身的线路较为老化无法承受隔离等等都会造成城市配电网故障抢修时间的延长，增大城市配电网故障的影响范围，扩大城市因为配电网故障造成的经济损失以及对供电局的社会形象造成不利影响。 2缩短配网故障定位及抢修时间的技术手段 2.1故障定位系统 （1）故障指示设备。配网系统中设置故障指示设备，一旦系统某部位出现故障，指示设备将在第一时间做出反应，并将故障信号传递至其他设备，发出警报信息。（2）监控站。监控站主要负责配网信息监测，能够有效反映信息的具体地理方位，并将其呈现于GIS系统，同时，也能纠正错误信息，深入分析故障信息，从而得出故障类型与具体方位。（3）中心站。中心站负责收录来自于通讯系统的各类信息，再积极转换、传输信息，使故障信息得到有效处理，这其中主要依赖于通讯技术，实现信息的传输，为故障维护人员提供指导。 2.2地理信息技术 在故障定位系统中采用了地理信息技术，它可以把设备传输给它的信息，通过分析判断故障的方位，帮助工作人员了解它的情况。这种技术采用数据库技术，可以提高数据的处理能力。它还可以把地理情况用图像的方式显示出来，既方便又直观。（1）故障系统设备把线路情况反馈给地理信息系统，系统把信息进行整理。工作人员把信息输入到数据库中，数据库把信息和技术结合起来，把方位的具体情况用图形方式显示出来。（2）把相关信息输入到电脑中以后，方便工作人员查询和检索相关信息。当发现信息不准确的时候，还可以利用数据库修改信息。（3）工作人员可以根据需要查询地理信息，安排维修者到现场抢修。地理信息技术可以把地理情况通过特殊的方式展示给工作者，方便工作者查看。这种技术在故障定位中起到很大的帮助，帮助工作人员尽快掌握线路问题的情况。 2.3通信技术 故障定位系统中综合各种技术，可以准确的判断线路的情况，根据情况采用措施进行处理，有利于缩短抢修时间，提高工作效率，降低企业损失。在系统中通信技术发挥重要作用，它可以把信息传输给其他设备，给故障抢修争取时间。故障定位系统中采用通信方式很多，可以根据实际情况采用合适的方式。淤在配网中采用载波方式通信，具有很多好处，它不受距离的限制，在传输的过程中比较安全，效果非常明显。它的用途很广，用在各种电力设备中。这种通信方式对技术的要求很高，出现问题不容易维修，需要维修人员具有熟练的技能才能处理好。在一些农村地区，由于线路比较分散，出现问题不容易及时发现，如果采用这种方式，偏远地区效果并不明显。于在一些局域网中采用光纤通信方式，它可以降低对线路的损坏，而且传输的速度非常快，在传输中比较稳定安全。现在通信技术在慢慢发展，网络速度也在慢慢加快，给这种通信方式提供便利。在铺设这种线路设备时需要花费比较多的成本，线路故障也会造成很大的损失。盂GPRS/GDMA通信，这种方式结合通信技术，可以有效处理线路传输中出现问题，它可以传输大量的数据，提高传输的效率。这种方式比较安全，不容易出现数据的丢失情况，而且建设费用和维修费用相对较为便宜。它的适用范围很广，可以在一些偏远地区使用，可以提高线路故障维修的效率。榆在处理故障问题时，尽快发现它的位置，控制它的影响范围，为工作者争取足够的抢修时间才可以把损失降到最低，不影响居民生活。采用无线远距离的通信方式，它可以解决偏远地区信号比较弱的问题。偏远地区存在干扰因素，导致线路的信号非常差，采用故障定位技术也不容易接收到信息，不利于解决线路问题。而GPRS/GDMA通信方式可以及时反馈线路情况，帮助工作者掌握这里的情况，根据情况制定解决方案。 2.4过流跳闸技术 过流跳闸设备是配网故障定位的有效设备之一，将跳闸设备配置于配网系统，配网线路出现非正常电流，或电流值偏高时，跳闸设备将自动断开，防止过电流对线路的危害，维护配网系统的安全。实际工作中，需要参照跳闸设备实际配置的方位对应定位系统故障，将其同继电器同步运行，能够科学定位故障，如果跳闸设备后方线路发生故障，对应的继电器将发出动作，再综合分析出故障的实际位置。如果过流跳闸设备发出跳闸动作，故障指示设备则将相关的故障信号进行传输，使其达到通讯终端，再进一步将故障信号传输至故障监测中心，从而为故障排查与检修赢得时间。
编号：SM-ZD-32163 配电网常见故障分析及相 应措施 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
配电网常见故障分析及相应措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员 之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整 体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅 读内容。 农用配电网负荷分散、线路长、设备数量多、运行维护条件差、保护措施少。在运行中不仅要承受机械和电气负荷，还要经受风、霜、雨、雪等各种因素的侵扰，因而故障机率较大。除不可抗拒的自然灾害造成的事故外，通常发生的故障有： 1、导线接头电阻较大，运行时因接头高温氧化而烧断。 2、引线间或引线与设备端子间连接不良、接触电阻较大，导致引线烧断或设备端子、接线柱损坏。 3 因跌落式熔断器等开关设备的动静触头接触不良造成的触头烧毁、损坏及设备缺相运行的假象。 4 未按规定及时清理、确保防护区内外的树木及其他较高的物体；设备安装不正确、固定不牢致使运行中造成带电体之间或带电体对地间隙不足，造成线路间歇性接地、金属性接地、甚至相间短路。
基于人工智能技术的配电网故障诊断研究 摘要：本文简述了配电网故障的分类和研究意义， 介绍了配电网故障诊断的传统方法和以人工智能为基础的 几种现代诊断技术。 关键词：配电网；故障诊断当今社会，我国国民经济迅猛发展，人民生活水平不断提?{，电力在人民物质文化生活 中扮演的角色也愈发关键，用户对电能的质量要求也越来越高，一些特殊的用户如医院、炼钢厂等等要求必须实现无间断供电，否则将出现重大事故。拒不完全统计，电网停电中有相当一部分是配电网故障导致的。配电网直接与用户相连，发生故障后只能够先停运，检修排除故障后才能恢复供电，这段时间的停电毫无疑问会导致工厂停产，人民生活受限，更有可能引发为深层次的社会危机。在如何减少配电网故障停电时间的问题上，国内外的学者一直致力于配电网故障恢复系统的研究。我国配电网基本结构形式是树状结构，一般设置一些开关支路提供联络作用以提高可靠性，形成配电网环状结构。配电网也随着电网的发展，线路更加复杂，用户节点增多，发生故障的可能性也越来越大。配电网故障受各种因素制约，很难完全避免，当故障发生时，应立即对故 障区段进行隔离，尽快恢复非故障区段供电，最大限度减小
停电波及范围，缩减停电造成的经济损失，另一方面，故障恢复中也应尽量减少供电损耗。 配电网故障诊断 故障发生后，快速诊断和恢复供电是?s短供电中断时间和增强供电可靠性的必要条件。高效的故障诊断方法作为事故恢复的第一步，作为快速、准确定位故障并确定隔离区段的基础，配电网故障诊断技术在现代科学技术进步的大力促进下得到了长足的发展，随着理论研究的不断深入，对该问题的不同数学描述和解决方法也不断涌现出来。传统的方法大多基于图论的知识，而当前的人工智能技术的广泛应用提供了一条新的思路，各种诊断方法都有各自的优势和局限性。 1、传统的诊断方法 传统的方法是一种矩阵算法，这种算法以网络的节点导纳矩阵和故障表征矩阵为基础对开关故障状态信息进行异 或计算并进行数字化，以此确定故障所在的位置区间。这种算法缺点比较明显，耗费内存多并且计算量巨大。 2、目前常用的方法 近几年，人工智能技术的智能化优点逐渐体现，模拟人类思维来处理问题、人机交流方便并具有一定学习能力，这种思路正在一步步并被引入电网故障诊断的研究中，并得到了广泛的应用。目前的算法中能够嵌入人工智能技术的，主要有以下几个：专家系统、模糊数学、遗传算法、人工神经
直流配电网的关键技术 未来配电网的形态将是多个电压等级构成多层次环网状、交直流混联、具备统一规范的互联接口、基于复杂网络理论灵活自组网的架构模式。 直流配电网是未来能源互联网的基本支撑环节，以柔性直流技术为代表的中压配用电网也会是未来的发展趋势。 本期的主题为《直流配电网的关键技术》。 目前，直流配电网各项技术尚不成熟，需要进行更深入的研究。 (一)直流配电网的规划与设计 1、直流配电网接地方式：无论是单极还是双极系统，都要对直流配电网VSC 换流器直流侧的接地问题进行研究。若直流侧不接地，接地电位将因VSC的开关频率而发生振荡，影响直流传输线上的电压。因此，对于单极系统而言，直流侧多采用线路接地方式，而双极系统则采用分裂电容接地的方式。此外，交流侧的联接变压器多数采用Yo/A或YdY接线方式，以避免构成零序回路对低压直流配电网影响。 2、直流配电网电压等级的选择：直流配电网电压等级是直流配电网研究的重要内容：①直流配电网的供电距离(供电半径)；②电气绝缘和保护；③系统成本和设计。若考虑将交流配网改造为直流配网，直流电缆允许直流电压为交流额
定线电压峰值，因此可据此对直流配电网的电压等级进行初步选择，即将现有中压交流配电网线电压的峰值选择为直流配网的额定电压。 在直流配网低压侧，过大的直流电压不利于负荷接入，且会引起较为严重的安全问题，因此需将电压中点接地成为双极系统，并利用线电压对大功率负载供电，小功率负载则利用单极对地电压供电，即每个极所接入的负荷并不完全平衡。 在目前欧洲230V交流配电网平台上，采用截面积分别为1.5mm2和2.5mm2的交流导线，对326V、230V、120V、48V四种直流电压进行了研究。研究结果表明，当直流电压降低时，压降、电流和损耗快速增高，当直流电压下降至48V 时，直流电流和直流压降均超出允许值。 当前，直流配网电压等级的选择方法尚未有定论，还需进一步的探索研究。 3、直流配电网储能设备的优化布点及其容量配置：在直流配网中配置蓄电池、超级电容等储能设备，可以达到提升网络运行稳定性，抑制直流电压闪变以及提高故障穿越能力的目的。当前，超级电容响应速度快，便于测量、安全无毒，但其储存电能的容量相对较小，供电时间短；相对而言，蓄电池能量密度高、供电时间长，但是响应速度慢。然而，目前尚未有文献研究储能装置的优化布点及容量配置，相关内容还需要深入探索和验证。 (二)直流配电网的调度与控制 1、直流配网的调度方案-调度是直流配电网运行的关键，应综合考虑实际负荷曲线以及储能设备和分布式电源的类型与容量，进而具体分析直流配网的调度方案。 直流配网调度方案，低压配网中各类电源与负载的等效电路及相关控制。直流配电网正常运行时，分布式电源始终输出最大功率，网络中压侧经直流变压器提供或吸收电能，为储能设备充电。当进入孤岛运行状态时，根据实际情况控制分布式电源的输出功率，系统不足或剩余的电能由储能设备提供或吸收。 2、直流配电网的协调控制：中压直流配电网与柔性多端直流输电系统的协调控制策略相类似，即采取电压下垂控制或主从控制方式，进而对多个换流器进行协调控制。 利用负载侧换流器带有的储能单元，对换流器的等效阻抗进行调节，避免换流器负阻特性引起的稳定性问题。给出了低压直流配电网各类电源与相关设备在正常工作与故障情况下的控制策略，如超级电容、蓄电池、各类换流器、柴油发
配电网故障快速定位及快速抢修解决方法研究 摘要：我国电力行业近年来发展非常迅速，为我国整体经济建设奠定基础。配电网直接联系用户，其供电可靠性和供电电能质量既是供电企业经济效益的直接体现，又关系着不可估量的社会效益。但是随着人口数量的激增，供电系统所承受的压力也越来越大，时有故障发生。这些故障的存在严重影响到电网的安全。加大对供电系统的安全性分析，特别是配电网的故障分析与查找，对于进一步提高电网安全有着举足轻重的意义。 关键词：配电网故障快速定位；快速抢修解决方法 引言 我国电力行业自改革开放发展至今已经取得了非常不错的成绩。在经济发展中，各个行业、各个企业的发展都必须借助于电力能源，这对于电力供应方面的工作形成了很高的要求，配电网在日常运行过程中容易出现一些故障。对于电力企业来说，应该不断增强维修保障能力，力争迅速排除故障、做好抢修工作，巩固配电网络的安全，确保其平稳运行。 1提高配电网故障抢修效率的重要性 配电网故障抢修是指配电设备发生故障停运或紧急缺陷后，立即采取紧急措施，尽快恢复对用户供电的过程。对低压故障进行统计分析，因停电时间长造成用户通过供电服务热线、供电所值班电话、抢修电话咨询复电时间占比很大。将“以客户为中心”贯穿故障抢修工作始终，针对客户投诉热点问题提出切实计划，做好统筹策划，完善应急抢修机制，提高抢修响应及时性，做好自主抢修，快速复电，提升客户满意度水平。因此，采取有效管理手段优化资源配置，开展标准化建设对于缩短平均复电时间具有重要意义。 2熟悉常见故障，做好快速定位 当配电网出现故障之后，首先需要对故障进行仔细的分析，以便更为快速的做出定位。第一，根据电流情况，快速判断故障类型；第二，分析三相电流，借助于研判小波能量，洞察故障相；第三，在前两者基础上，对于各个级别以及层次分条缕析，探寻故障定位；第四是在基本确定以后，做到精准定位。实质上快速定位的关键还需要对常见的一些故障具有较高的熟悉度。（1）雷击故障。一般来说，在造成配电网络出现故障的原因中，自然原因是一个重要方面，特别是每年在雷雨季节，都容易由于雷击引发各种故障。在形式上包括配电变压器烧毁以及线路断裂、绝缘子爆裂等情况。（2）跌开式熔断器故障。这个也属于经常出现的一种故障，其表现形式包括以下方面：熔管烧坏、熔断误跌落以及熔体误烧断、熔管操作不良。这些情况通常与装备不良有一定程度关系，也可以考虑机械锈蚀等情况。（3）外力破坏等情况。所谓外力破坏，包括人们故意以及无意的行为对配电网络形成的损坏，诸如车祸造成杆塔断裂、以及施工过程中弄断电线，以及犯罪分子盗取相关线路器材等。 3提高快速定位及抢修效率的建议 3.1优化故障抢修值班制度 非工作时段发生故障时，在人力允许范围内，由当值值长立即组织当值人员投入故障排除修复工作。若环境恶劣、工作量大等情况下，可进行故障隔离和简单安全处理后，告知用户并记录情况，延迟至正常工作时段由值长转至当值班组处理，并交代清楚处理过程及相关事项。当值班组班长按实际需要及时安排人员开展抢修。故障抢修工作要保持及时性，不得以班组工作计划任务为由推诿。若
第一章配电网故障分析 第一节配电网的三相短路 电力系统发生短路故障时，将造成断路器跳闸。监控会听到蜂鸣器响，会看到控制回路的监视灯绿灯闪光、保护动作光字牌亮，有关回路的电流表、有功表、无功表的指示为零。如果有上述情况，说明系统有短路故障发生，应按照事故处理原则进行处理。 三相短路和其它短路相比，三相短路时电流比其它短路时的短路电流大，对系统的冲击大。 一、短路的基本知识 （一）短路的定义及类型 电网发生短路是最常见的一种型式。所谓短路是指电力网正常运行情况以外的一切相与相之间的短接，在中性点直接接地系统中还包括一相或多相接地。 电力网中短路的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。分别用符号k(3)、k(2)、k(1)、k(1，1)、见图1-1。 图1-1短路的类型 a) 三相短路b) 两相短路c) 单相接地短路d) 两相接地短路
（二）短路产生的原因 发生短路的主要原因是由于各种因素使电气设备的载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是由于设备长期运行使绝缘自然老化或由于设备本身不合格、绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备绝缘正常而被过电压(包括雷电过电压)击穿，或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路。 工作人员由于未遵守安全操作规程而发生误操作，或者误将低电压的设备接入较高电压的电路中，也可能造成短路。 另外，鸟兽跨越在裸露的相线之间或相线与接地物体之间，或者咬坏设备导线电缆的绝缘，也是导致短路的一个原因。 （三）短路的危害 短路后，短路电流比正常电流大得多；在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害，即 （1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件损坏。 （2）短路时电压下降较大，特别是离短路点越近电压下降越厉害，严重影响电气设备的正常运行。 （3）短路可造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大，给国民经济造成的损失也越大。 （4）严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。 （5）不对称短路，将产生零序电流，由此产生的磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。 由此可见，短路的后果是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流计算，以便正确地选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关设备、整定继电保护装置的动作值等也必须计算短路电流。 二、三相短路的分析 （一）无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程 无限大容量电力系统，指其容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统，当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所母线上的电压能基本维持不变。如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%~10%，或电力系统容量超过用户供电系统容量50倍时，可将电力系统视为无限大容量系统。 对一般工厂供电系统来说，由于工厂供电系统的容量远比电力系统总容量小，而阻抗又较电力系统大得多，因此工厂供电系统内发生短路时，电力系统变电所线上的电压几乎维持
YF-ED-J1584 可按资料类型定义编号 配电网接地故障原因分析及处理对策实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
配电网接地故障原因分析及处理 对策实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 1 引言 在10～35kV电网中，各类接地故障相对较 多，使电网供电的可*性降低，对工农业生产及 人民生活造成很大影响，所以必须认真分析故 障原因，采取有效的防护措施。 2 故障原因 (1) 雷害事故。10～35kV系统网络覆盖面 较大，遭受雷击的概率相对增多，不仅直击雷 造成危害，而且由于防雷设施不够完善，绝缘 水平和耐雷水平较低，地闪、云闪形成的感应
过电压也能造成相当大的危害，导致设备损坏，危及电网安全。 (2) 污闪故障。10～35kV配电网络中因绝缘子污秽闪络，使线路多点接地的故障也经常发生。据对10kV配电线路的检查发现，因表面积污而放电烧伤的绝缘子不少。绝缘子污秽放电，是造成线路单相接地和引起跳闸的主要原因。 (3) 铁磁谐振过电压。10～35kV系统属于中性点不接地系统，随着其规模的扩大，网络对地电容越来越大，在该网络中电磁式电压互感器和空载变压器的非线性电感相对较大，感抗比容抗大得多，而且电磁式电压互感器一次线圈中性点直接接地，受雷击、单相地和倒闸操作等的激发，往往能形成铁磁谐振，谐振产