配电网络故障区段定位新方法.pdf

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1、第24卷第3期电力系统及其自动化学报Vo1．24NO．32012年6月ProceedingsoftheCSU—EPSAJun．2O12配电网络故障区段定位新方法王晓卫，张玉均，田书，张涛，王帅一～一～蒯～一一一～一一一～一．～一茎一一匕～一～一～(河南理工大学电气工程与自动化学院，焦作4540OO)摘要：针对小电流接地系统故障定位问题，提出了一种利用暂态纯故障分量的配电网故障区段定位方法。该方法在计算故障后各检测点的暂态零模功率纯故障分量近似熵值的基础上，求取出各区段的比例因子值，进而通过与主站中的阈

2、值比较大小来判定故障位置。大量的ATP仿真表明，无论是母线故障还是分支线路区段故障，该方法均能准确判定出故障位置。另外，基于近似熵算法的故障判定方法，不需要各检测点精确时间同步，适合于实际的故障定位系统。关键词：小电流接地系统；故障定位；纯故障分量；近似熵；比例因子中图分类号：TM743文献标志码：A文章编号：1003—8930(2012)03—0066—05NovelMethodofFaultLocationforDistributionNetwork一一～～一一～一～一～一WANGXiao—wei

3、，ZHANGYu—jun，TIANShu，ZHANGTao，WANGShuai(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)一一～～一一～一～一～～一一一一一一一～～一配电网多为小电流接地系统，对于其故障定实际应用中面临的困难和关键技术问题考虑不足，位问题，目前仍然没有得到很好解决。文献[1]提离实用化还有一定距离。文献[3]中提出了基于注出通过识别来自故障点和不连续

4、点的反射波来确入信号原理的“直流开路、交流寻踪”的故障定位定故障区段，从而可以找出与故障点相关的两个反方法，该方法致力于解决停电后接地点绝缘恢复的射波，并由这两个波的最大相关时间计算得到故障定位问题，是一种离线定位方法。文献E4]根据故点到检测端距离的单端行波测距方法。文献[2]提障点前向支路、后向支路和非故障支路的零序电出利用双端行波法实现故障测距，并解决了故障定压、零序电流的特点，提出通过测量空间电场和磁位中波速度不连续的问题，具有一定的实用性，但场的5次谐波并分析其幅值和相位关系判断小电它只是对

5、双端行波故障定位做了简单仿真验证，对流接地系统单相接地故障点。但由于5次谐波幅值收稿IEI期：2011O707；修回日期：20110816基金项目：煤炭青年基金资助项目(117160)；河南理工大学实验室开放基金资助项目(SKJA09034)；河南省控制工程重点学科开放实验室资助项目(KG201115)第3期王晓卫等：配电网络故障区段定位新方法·67·较小，不易检测，因此，何提高检测装置的灵敏度和式中，N为每周期采样点数。抗干扰能力，是其推广应用的关键。本文利用线路馈线自动化终端FTU(feeder≥

6、几～¨、一一terminalunits)或沿线安装故障检测装置，通过检一、¨一一测故障后暂态零模功率的纯故障分量的近似熵值一1(ApEn)，进而得出近似熵比例因子值，通过该因子—1t／ms值与阈值比较大小，最终判定出故障位置。文献E5](a)A点已经验证，基于近似熵算法的故障定位方法，不需要各检测装置精确时间同步，因此，更适合于实际的故障定位系统。另外，该方法检测灵敏度高，上传数据量小，可大大减轻通信的负担。1单相接地故障特征分析利用Karrenbauer变换将三相系统变为没有耦合的模量系统，据文献[

7、6]可知，当单相接地故障发生时，在故障点将产生一个虚拟的电压源，如lI每lIJld,~』L．．．．．，，．图1所示，在此电压源的作用下，故障点至母线端羔’”⋯‘～=的暂态零模功率流向为由B—A，且其大小为其他健全线路暂态零模功率之和；故障点至负荷端的暂01015t／ms态零模功率流向为c—D，其大小为故障线路的暂C点态零模功率；健全线路的零模功率为由母线流向线路。另据文献[7]可知，故障点上游方向信号幅值大，暂态过程主谐振频率低，而下游方向波形幅值小，频率高，故障点上游与下游暂态零模功率含有不同的频率

8、成分，其波形差异较大。t／ms母线(d)D点ABCD图2零模功率纯故障分量上’一+上Fig．2Purefaultcomponentofzero-modepower①U0，T：上图2为a相电压初相角0。，过渡电阻5Q时，消图1小电流接地故障零模网络等效电路弧线圈接地系统发生a相接地故障时，经滤波后得Fig．1Equivalentcircuitofzero-modenetwork到的故障后一个周期内的零模功率纯故障分量波insmallcurrenttogro