基于改进的S注入法的新型树状配电网故障检测装置.pdf

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1、第30卷第l0期继电器Voi.30o.l02002年l0月l5日RELYOct.l5，20025l"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""基于改进的注入法的新型树状配电网故障检测装置l22ll马佳，余文辉，车伟扬，徐垦，程时杰（l.华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉430074；2.广东省高州供电局，广东高州525200）摘要：介绍一种基于注入法原理进行低压树状配电网接地故障定位的新装置。装置由恒流信号电源和信号检测

2、装置两部分组成。在恒流信号电源部分控制系统的设计中采用了闭环PID直流反馈控制和引入了非线性环节，因此能在负载大范围波动的情况下保持注入电流频率恒定和幅值恒定，可靠性高。信号检测部分采用了编码、高阶滤波等技术。该装置工作可靠、灵敏度高、抗干扰性强、携带方便且操作容易，能广泛适用于复杂树状配电网的故障检测。关键词：树状配电网；注入法；故障定位中图分类号：TM72文献标识码：文章编号：l003-489（72002）l0-005l-04l前言2注入法原理在我国，6~35kV配电网大都采用小电流接地注入法的原理如图

3、l所示。正常运行时，!系统方式运行，即变压器中性点不直接接地系统方!!!相。当发生接地故障时（以相短式运行。在这种小电流接地的配电网中，特别是在路为例），!0V，!!!0V。根据相电压分支繁多、接线复杂的树状配电网中，单相接地是发的变化判断出故障相为相，并向相线路注入信生率较高的一种故障。发生单相接地故障后，由于号电流。此电流仅沿相线路流动并经接地点"故障电流小于负荷电流，三相线电压仍保持对称关入地，并在接地支路沿线产生特定频率的交变电磁系，非故障相对负荷的供电没有影响，系统能够继续场。因此，可通过检测跟踪

4、此交变电磁场来确定接运行。但是单相接地故障却可能引发更为严重的两地故障点"。注入法尤其适合在复杂树状配电网相接地短路故障或三相接地短路故障，威胁到供电的故障定位中使用。图2所示复杂树状配电网，当的安全性和可靠性，应予迅速查找并排除。在分支二处发生短路故障时，由于注入信号仅在分迅速准确地查找出故障接地点是电力工作者多支2上流过，因此，只要在分支附近对注入信号跟踪年来一直追求的目标。传统的人工巡线目测法费时并辅以方向选择，即可判断出接地线路。耗力。30年代德国人提出用零序电流作为单相接地选线定位判据，但它仅适合

5、电缆出线装有零序电流互感器和架空出线装有三相电流互感器的情况。80年代前期苏联提出向线路注入正弦信号，寻找谐振频率，计算线路感抗进行故障定位的方法，但其定图l注入法原理位易受分布电容的影响。文献［l~2］提出了一种用Fig.linjectionmethod软件算法实现树状配电网短路识别和定位的方法，然而，由于其数据采集复杂、对网络拓扑结构适应性不强，距实际应用仍有一定距离。文献［3~4］提出了注入法，通过向接地故障相注入信号电流，并检图2复杂树状配电网故障定位图测跟踪该信号电流的回路来实现故障定位。本文研F

6、ig.2Fauitiocaiizationofcompiextreeformdistributionnetworks制出了一种基于改进的注入法的线路接地故障检在注入法的基础上，本文提出了一种改进的测装置，它能够有效地解决小电流接地系统中的单注入法，对原注入法的注入信号和检测装置进相接地故障定位问题，使故障定位的精度和可靠性行了改进。实践证明根据改进的注入法实现的新都得到了大大的提高。型树状配电网故障定位装置接线简单，效率高，且由52继电器!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

7、!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!于其定位装置具有方向选择性，故能够有效地解决4恒流信号源设计复杂多分支线树状配电网的故障定位问题。为防止配电网中工频电流及谐波电流的干扰，3故障检测装置构成对恒流信号电源的频率稳定性要求很高。因此信号基于改进的S注入法的树状配电网故障检测装电源采用了高精度的正弦波发生器及其外围接口电置由恒频恒流信号电源和信号检测装置两部分组成。路，该电路对于输出频率能够精确调节，保证了恒定信号电源的功能是产生并发送恒定频率和幅值的注频率的正弦信号波形输出。入信号电流S

8、。如图3示，高精度正弦信号发生器产小电流接地系统接地故障中过渡电阻阻值变化生的正弦信号，经编码、功率放大、升压后送入电网。范围很大，信号源必须在电源的负载能力范围内保电源装置中的闭环直流PID控制器能实现负荷剧烈持输出电流幅值不受故障过渡电阻的影响。利用变动情况下注入信号电流恒频恒流的功能。Matlab中的仿真工具Simulink对恒流信号电源的控制器进行了仿真分析与参数整定。控制系统的结构框图如图5所示。TA采