配电网单相接地故障选线策略研究
10kv配电网单相接地故障选线与仿真研究

10kv配电网单相接地故障选线与仿真研究摘要:配电网发生单相接地故障时,由于接地电流很小,加之故障情况较复杂,其选线问题一直未能很好地解决。
在分析系统发生单相接地故障暂态特征的基础上,对中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障进行了仿真。
提出了一种利用比较各线路暂态零序电流在一个工频周期内绝对值比较的故障选线方法。
阐述了该选线方法的原理与步骤。
通过MATLAB仿真试验表明,该方法可以准确实现故障选线,具有较高的灵敏度,且不受过渡电阻和故障合闸角等因素的影响。
关键词:配电网;单相接地;故障选线;零序电流1引言我国配电网广泛采用中性点非直接接地方式。
在这种接地方式中,单相接地故障率最高,约占配电网总故障率80%的左右。
由于系统发生单相接地时,接地电流很小、馈线数目较多,加之故障特征有时不明显,造成故障检测比较困难,其选线问题一直未能很好地解决。
现有的故障选线方法基本可分为基于稳态方法和基于暂态方法种。
对于稳态选线方法,由于稳态故障信号微弱,且易受消弧线圈影响,致使在实际应用中效果不理想。
而系统在发生单相接地故障时存在一个较明显的暂态过渡过程,此过程中的暂态接地电容电流比稳态电流大数倍甚至数十倍以上且不受消弧线圈影响。
故采用暂态方法可取得较好的选线效果。
基于暂态零序电流的幅值比较法可以利用各条出线的零序暂态电流峰值,来进行幅值比较。
但是就单一的暂态电流峰值而言,不能充分利用故障期间丰富的暂态信息,且容易受到噪声的于扰而产生误判。
应寻求更加可靠的故障特征提取方法。
对配电网发生单相接地故障时暂态特征进行了分析,并对中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障进行了仿真。
为了克服上于利用单一零序电流峰值进行故障选线准确率低的问题,提取各馈线的零序暂态电流在一个工频周期内的绝对值之和进而比较各线路暂态零序电流差值的故障选线方法。
大量的仿真试验表明,该方法可以准确实现故障选线,具有较高的灵敏度。
2单相接地故障特征分析图1配电网中中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的零序等效网络图如图1所示,系统发生单相接地故障后,流过故障点的暂态接地电流由暂态的电容电流和暂态的电感电流两部分组成。
配电网单相接地故障选线技术研究综述

文章编号:2095-6835(2023)15-0018-05配电网单相接地故障选线技术研究综述高文利1,郑李南2(1.内蒙古工业大学电力学院,内蒙古呼和浩特010000;2.国网西藏电力有限公司本部,西藏拉萨850000)摘要:为提高供电可靠性,中国配电网主要采用中性点非直接接地方式,也称为小电流接地系统。
配电网故障中单相接地故障约占比80%,长时间带接地点运行容易导致多点接地,威胁电网安全稳定运行,因此,如何实现准确选线一直是配电网故障检测的重点。
但由于单相接地故障类型复杂,受过渡电阻、故障合闸角等因素影响,目前选线问题并没有得到很好的解决。
鉴于此,首先对配电网单相接地故障特征进行了分析,其次归纳总结了现有的选线算法,最后对接地选线技术未来的研究方向进行了展望,为后来学者研究相关内容提供参考。
关键词:小电流接地系统;接地选线;稳态选线;暂态选线中图分类号:TM77文献标志码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2023.15.005电力是国计民生的重要保障,是经济社会发展的先行官。
近年来,随着中国工业化和城镇化的高速发展,配电网规模逐渐增大,电力负荷日益增加,对配电网安全可靠运行提出了更高的要求。
配电网直接与电力用户相连,当发生故障停电时,轻则影响到居民的正常生活,重则造成严重的经济损失。
因此,在发生故障时,需要快速定位故障、消除故障,恢复正常供电。
据统计,中低压配电网发生故障的概率高于高压电网,其中单相接地故障发生的概率最高,占所有故障的80%左右[1]。
为了提高供电可靠性,中国配电网中性点主要采用不接地和谐振接地方式。
在发生单相接地故障后,由于只有一个接地点不构成短路回路,故障电流较小,给选线增加了不少难度。
配电网中单相接地故障频发,虽然故障后线电压仍对称,故障电流较小,可带故障点运行1~2h,但长时间带接地点运行容易导致电网中的绝缘薄弱点被击穿,尤其是间歇弧光接地还会产生过电压,进而损坏电气设备,威胁电网安全稳定运行。
配电网单相接地故障选线、定位和自动隔离判据的分析

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图2一2中,cs为电网电容;龟为流经cs的电流;L为消弧线圈;玲为流经L的电流;Rk,r、为中性点电阻;玲为流经中性点电阻支路的电流;Rg。
为接地点过渡电阻;玲为流经Rg。
的电流;典为系统c相等效电势。
投入电阻Rk+rk后,零序电压眺降低,其表达式为:布,有望实现高过渡电阻下单相接地故障选线、定位和自动隔离。
调节中性点电阻(Rk+rk)可以改变蟾的大小,从而控制零序电流有功分量的变化,但是由式2一1可知,整个电网中性点位移电压氏(零序电压)受到中性点电阻的影响,阻性电流蟾与中性点电阻(Rk+rk)之间并不是线性关系,而是复合函数关系。
总体规律是,中性点电阻不变时,姚的幅值随着过渡电阻Rg d的增大而减小,从而攘也随之减少;过渡电阻Rg。
保持不变时,峨的幅值随着中性点电阻的减小而降低,故障点残余电流中的零序电流的无功分量呈减少趋势,而有功分量呈增加趋势,但并非线性关系。
以下通过A T P数值仿真对零序电流有功分量和相电流增量加以定量研究。
2.3仿真网络本章结合华北地区某10kV供电网络具体情况,根据网络电源、变压器、线路、过渡电阻等元件参数建立等值计算模型。
网络接线如图2一3所示。
变电站共有6条出线,各出线电容电流分布不均匀,其中043有线路开闭所,带分支线L l和L Z,对地电容电流较大。
用A TP程序中的开关串电阻模型模拟金属性接地故障和经过渡电阻(各种阻值)的单相接地故障。
基于配网线路单相接地故障选线问题及解决方案的探讨
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基于配网线路单相接地故障选线问题及解决方案的探讨在配电网运行过程中,线路单相接地故障选线问题是其运行期间存在的主要问题,本文针对配网线路单相接地故障选线问题进行深入分析,指出单相接地故障对配网线路存在的危害,基于此,制定合理的预防和故障处理措施,以期为配电网安全及稳定运行提供行之有效的建议。
标签:配网线路;单相接地故障;选线问题;解决方案电力系统中,配电网发挥着重要的作用,其直接负责将电力输送给广大用户。
为了更好的提升配电网运行的安全性以及稳定性,保证能够为用户提供更多的便利,国家在电力建设以及改造层面,不仅加大了资金以及人力等的投入力度方面,而且加大了对网架结构的改善。
一般而言,配网线路接地方式众多,主要包括:经电阻接地、经消弧线圈接地以及不接地等。
为了有效的解决系统不接地或经中高电阻接地所带来的配网线路单相接地故障选线问题,在今后的发展过程中,应该依照具体的问题,有针对性地制定解决方案。
1 配网线路单相接地故障选线问题分析1.1 中性点不接地的过电压针对中性点不接地的运行方式,由于不需要在中性点安装任何设备,并且结构较为简单,所以被广泛应用在以架空线为主的辐射形或者树状形供电网络中。
对于该运行方式,如果遇到雷击、树障压线等引起的单相接地故障,则由于线路相对较短,导致接地电容电流值相对较小,线电压仍然可以保持稳定的运行,并且允许带电接地运行一个小时到两个小时,配电网不会因稳定接地电弧而导致线路出现跳闸停电的情况[1]。
但如果线路长度相对较长,会造成单相接地故障,就容易导致出现较高的弧光接地过电压。
而对于该情况来说,若相关技术人员不能够第一时间进行解决和处理,就可能对电网中的其他设备安全性以及稳定性造成影响,如果情况严重,甚至还会引发断线等恶性事故[2]。
而当线路2的A相发生接地故障的时候,其向量关系具体如图1所示。
1.2 中性点经电阻接地的过电压一般,中性点经电阻接地方式主要可以分为三种,分别为:经小电阻接地、中电阻接地以及高电阻接地。
对配电网单相接地故障的技术研究
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1 中压 电网的现状分析
6 3 5 k V中压 电网绝大部分 为小 电流接地 系统 , 也有少部 分 为大 电流 接地系 统。 在 小电流接地系 统 中, 一部分采用 中性 点绝 缘接地 方式 , 另一部分采用 消弧线 圈接地方式 , 在 消弧线圈接地 的 电网里 , 有 固定调匝式消弧线圈、 自动调 匝式消弧线圈、 并联 中 电阻 的调匝消弧 线圈、 相控 消弧线 圈等, 有 以架空线 为主的 电网 ( 在这种 电网中接 地电弧 以开放式电弧为主 ) , 有 以电缆 为主 的电 网( 在这种 电网中接 地 电弧 以封 闭式 电弧为主 ) , 中压 电网有三个 电压等级 , 电力用 户 的负荷 情况极 为复杂, 单相接地 故障一直是
影 响 供 电可 靠 性 的主 要 因 素 。
小 电流接地 电网发 生单相接 地故障 时, 检 测 出故 障线路一 直 以来都是 困扰广大 电力工作者 的难题 。 目前所常用 的单相接地 故障选 线判据主要分为暂态信 号法 、 稳态信号法和外加注入信号 法 等几大种 类, 无 论何种判 据都会存 在一定 的局 限性 , 都会 出现 在 某些特 定情况 下出现错选 、 漏选 的问题。 而且单相接 地故障 的 电流十分微 弱 , 难 以精确测 量, 再 加上 受到现场 的电磁干 扰 以及 工 频负荷 电流 的干扰 , 严重 降低 了检 测出的故 障成分信 噪 比。 从 2. 2 我 国 目前对配 电网单相接地故障 的研究来看 , 依然没有很好 的模 故 障 自动选线的技术路 拟 接地 点的方法 , 也没有 能全面反 映接 地现象 的数学模型 。 因此 线包 括市场调查 、 系 统设计、 技术设计 、 加 工生产、 组装调试 、 性能 在 接下来 的研究 中, 需要对 接地过程进 行大量 的录波 , 研 究接地 测试、 工业性试 验、 分 析报告 以及 验收 。 在 深入调研 的基础上 , 根 现象 , 通过建立接地 点模 型的方式来解决配 电网单相接地故障 的 据基于 多重 判据综合 比较 的单相接 地故障 自动 选线技术 的现 场 选线 问题。 使用 情况进一步完善系统设计方案 。 选择优 质且具 有较高 可靠性 能的元器件 进行样机 试制 , 并 2 基于多判据综合 比较 的单相接地选线技术 且模拟现场 情况对单 相接地故 障 自动选线装置 的综合使用 情况 进 行实验 。 现场 安装单相接地 故障 自动选 线装置 , 调试运行在 实 传统 的单相接 地故障选线方法对 于选 线输 出没有附加约束 现完整、 无遗漏 、 高采样率零序故障录波 的同时, 确保单相接地故 条件 , 通 常给 出一 个线路故 障的符号就 可 以进行选 择, 这 样一来 障 自动选线 装置 能够 正确选线 。 如果在测 试过程 中发现 问题 , 需 就会存 在很多弊端 。 而基 于多判据综合 比较的单相接地选线装置 要及 时采 取应对措施, 进一步完善 结构 设计和样机 。 则可 以完整 捕获故障发生前后所有零序信号 的录波数据 , 利用这 随着单相接地数据 的积累 , 对接 地故障的研究也更加深入 , 些数据 即可对接地故障进行在线诊断及分析 , 因此能够有效地提 升级接地故 障录波与 诊断装置 软件 及硬件 , 并且完 善其功 能, 进 高故 障处理 的效率。 以下 就对基 于多判据综合 比较的单相接地选 步提升单相接地故障 自动选线装置 的性能 。 收集和分析接地数 线技术进行 深入 分析 : 据, 配合有针对性 的高压模拟试验 , 深入研究接地现象 , 建立接地 2 . 1 技 术 方 法 点数学 模型 , 考 察使用 中的接地选 线装 置存 在的 问题 ,用 实际 根 据现 场 实 际数据 的分析 、 基 于多判据综合 比较 的单相接地选线技术 是对 所有零序信 数 据 分析 小 电流接 地 方式 的特 点 。 号进行 实 时采 样 , 而且 能够 有效保存 各信号最近 1 5 0 0周 期的采
低压配电网单相接地故障选线方法的研究
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补 偿 度 取 为 1 。 本 文 采 用 M t a 6 5 的 0 a lb . 下
换 不 能 对 信 号 同 时 进 行 时 频 局 部 化 分 析 的 缺 S m 1 n 5 0 的 P B 块 系 统 对 小 电 流 接 地 iu ik .中 S模
点,可 以对 信号进行精 细分析 。小波对剧 烈 变 化的信 号非常敏感 ,因此信 号的突变点投 影 到 小 波 域 中 , 将 对 应 于 小 波 变 换 系 数 模 的
性 较 差 ; 同 时 ,正 则 性 增 加 , 频 域 局 部 性 变
行故障选 线的原理 。通 过在M T Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中仿 真分 AL B 析验证 ,该算法是现 实可行 的,结果是令 人
满意的。
好 。 在 实 际 应 用 过 程 中 根 据 侧 重 点 的 不 同 选
择 合 适 的 小 波 。 本 文 选 用 d l 小 波 , 并采 用 b5
2 0 . 6() 05 4.
的功 能。小波变换 用于检测 信 号的奇 异性是 小波 理 论 一 个 很 重要 的应 用 。 2 2小波函数的选择 . 目前 并 没 有 一 个 公 认 的 原 则 来 选 择 小 波 函 数 , 实 际 中 的 主 要 根 据 是 用 小 波 分 析 方 法 处理 信 号 的 结 果 与 理 论 结 果 的 误 差 来 判 定 小
微 。也 就 是 说 ,对 于 中 性 点 不 接 地 系 统 和 中 分 量 几 乎 没 有 什 么 区 别 。 因 此 ,本 文 只 建 立 中 性 点 经 消 弧 线 圈 接 地 系 统 的 模 型 ,而 不 用
着 丰 富 的 故 障 信 息 , 又 因 为 故 障 时 的暂 态 过 性 点经 消弧线圈接地 系统 ,其故障后 的暂态
《矿井供电系统单相接地故障选线算法研究》范文

《矿井供电系统单相接地故障选线算法研究》篇一一、引言随着工业的快速发展,矿井供电系统的稳定性和安全性成为了重要的研究课题。
单相接地故障是矿井供电系统中常见的故障类型之一,它对矿井生产和人员安全构成了严重威胁。
因此,研究矿井供电系统单相接地故障选线算法,对于提高矿井供电系统的稳定性和安全性具有重要意义。
二、矿井供电系统概述矿井供电系统是一个复杂的电力系统,由变压器、开关设备、电缆、电机等组成。
在矿井生产过程中,由于环境恶劣、设备老化等原因,单相接地故障时有发生。
当发生单相接地故障时,如果不能及时准确地判断故障线路并进行处理,可能会导致故障范围扩大,影响整个矿井的生产和安全。
三、单相接地故障选线算法研究针对矿井供电系统单相接地故障选线问题,目前已经有许多学者进行了研究。
其中,基于电压、电流、阻抗等参数的选线算法是常用的方法。
(一)基于电压的选线算法基于电压的选线算法是通过检测各线路的电压变化来判断故障线路。
当发生单相接地故障时,故障线路的电压会发生变化,通过比较各线路的电压变化情况,可以判断出故障线路。
但是,该方法受系统运行方式和系统参数的影响较大,且易受干扰信号的影响,导致误判率较高。
(二)基于电流的选线算法基于电流的选线算法是通过检测各线路的零序电流来判断故障线路。
当发生单相接地故障时,故障线路的零序电流会发生变化,通过检测各线路的零序电流大小和方向可以判断出故障线路。
该方法具有较高的准确性和可靠性,但是对设备的精度和安装要求较高。
(三)综合选线算法针对单一选线算法的不足,有学者提出了综合选线算法。
该算法结合了电压和电流两种参数进行选线判断,提高了选线的准确性和可靠性。
同时,还考虑了系统运行方式和系统参数的影响,提高了算法的适应性和稳定性。
四、研究现状及发展趋势目前,国内外学者在矿井供电系统单相接地故障选线算法方面已经取得了一定的研究成果。
但是,随着矿井供电系统的不断发展和复杂化,选线算法还需要不断改进和完善。
电力配电网单相接地故障选线技术分析
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电力配电网单相接地故障选线技术分析摘要:现阶段,配电网的连接通常都是利用中性节点的方式形成一个消弧线圈,因此在建设配电网的过程中经常会引发单相接电故障等问题。
当这些问题发生时,因为电流表现比较弱,这样的状况导致配电网的单相接地故障得不到有效解决,进而限制了配电网自动化水平的提升,同时也给配电网的供电稳定性造成不利影响。
本文主要介绍选线的原理和特征,并分析保障选线稳定性和安全性的策略,旨在能够减少电力配电网单相接地故障,优化选线技术。
关键词:电力配电网;单相接地故障;选线技术现阶段,农业和工业的发展速度持续加快,城市电网负荷增重,城网建设水平不断提升,因此电站的数量逐渐增多,这样的趋势在很大程度上增多了因单相接地所导致的电压不稳定故障。
为了能够确保电网运行的稳定性,现阶段电网建设部门创新和改革了接地方式。
一、以自动化技术为基础的光伏发电在现代工业飞速发展的时代背景下,我国能源消耗问题越来越紧张,由此导致不可再生能源的数量逐渐枯竭。
太阳能光伏发电属于一种新兴的可再生能源,它的应用可以很大程度上解决能源紧缺等问题,现阶段电气自动化技术的应用也越来越广泛,能够有效优化太阳能光伏发电效果。
光伏发电的基本原理是:围绕着光生伏特效应原理,应用太阳能电池将散射辐射、反射辐射以及直接辐射等多种不同形式的太阳辐射能转化为电能,以此来满足电力需求,太阳能光伏发电系统主要是由太阳能电池方针、蓄电池组、控制器和逆变器等设备组成。
结合现阶段的实际情况来看,因为我国太阳能光伏发电技术的起步比较晚,管理模式不够完善,维护团队通常都会在光伏发电出现故障时才进行针对性地检查和修理工作,故障的出现不仅会降低发电效率,还会影响到发电质量,进而给光伏发电的稳定性造成不利影响,缩短光伏发电系统的使用寿命。
因此,需要相关部门需要完善相关方面技术措施,从根本上排除发电故障问题,确保发电稳定性和安全性。
二、电力配电网单相接地故障的选线方法根据信号利用方式给选线思路进行分类,通常分为暂态和稳态两种。
浅析配电网单向接地故障
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浅析配电网单向接地故障本文针对配电网单相接地故障,进行了以下研究工作。
首先,分析了配电网的单相接地故障问题。
然后,简单研究了配电网接地故障的选线方法与定位方法,并讨论其优缺点及适用范围。
最后,在现有地发展基础上,将探讨其未来的发展趋势和研究方向。
标签:配电网单相接地故障选线故障定位发展趋势引言:经分析电力故障的数据得知,单相接地故障的发生率在接地系统故障总数中占较高比重。
在单相接地故障中,故障电流与对地电容构成小电流的通路,其电压对称性不变,不影响其连接供电,因此当配电网系统发生单相接地故障时,不需要马上切断电源,允许在短暂的时间内继续运行。
由于单相接地故障容易造成配电网的相间短路或者多点接地故障,因此我们需要尽快找出并排除故障,以降低电力损失。
如何快速地排除配电网单相接地故障,是我们需要研究的问题,它对人们的意义不仅仅是降低电力损失,保障用电权益,而且能够保证配电网安全稳定地运行。
一、配电网单相接地故障分析NUS(中性点不接地)、NRS(中性点经高阻接地)和NES(中性点经消弧线圈接地)是我国配电网现在采用的主要接地方式。
在配电网接地中,中性点基本上都对地绝缘,当发生单相接地时,电网中的短路电流较小,其对地故障电压也较低,不会造成严重的电力事故。
因此用电设备在发生单相接地故障时,仍可运行。
但城市的配电网线路是由电缆和电线组成的,如果配电网发生了单相接地故障,其配电网故障线路的电容电流会出现强烈的升高现象。
在这种情况下用电设备应立即停止运行,否则会会扩大配电网的线路故障,即形成短路现象。
从而造成配电网不能够安全稳定的的运行,给人们的生产造成一定的经济损失,也给人们的生活带来不便。
从1958年开始我国就对单相接地故障选线问题进行研究,保护原理从零序电流过流保护到无功方向保护,经过不断地摸索以及对国外先进技术的借鉴,研究的原理在不断地进步,从而研制出了步进式继电器,让单相接地故障选线问题变得尤为简单。
中低压配电网单相接地故障选线方法研究
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关键词 : 电网 故障选线 模糊数 学 综合 决策 配 中 图分 类号 : M6 T 4 文献 标识 码 : A
文章编号 : 6 4 0 8 ( 0 O 0 ( ) 0 7 — 2 1 7 — 9 x2 1)4b一 0 1 0
可 中的 等 效 电 路 计 算 近 效 值 , 增 加 检 测 的 灵敏 度 和 可靠 性 。 来 我 国6~3 k 5 V中低 压 电 网 普 遍 采 用 小 抗 的 影 响 , 以 用 图 1 相 位比较的方法是选取 某一条线路m 电流 接 地 方 式 , 要 包 括 ; 主 中性 点不 接 地 系 似 暂态过程 。 统、 中性 点 经 消 弧 线 圈 接 地 系 统 以 及 中 性 如 果 接 地 电 阻 较 大 , 模 电容 充 电速 作 为 参 考 线 路 , 他 所 有 线路 依 次 和 参 考 零 其 点 经 高 阻 接 地 系统 。 电 流 接 地 系 统 在 发 度 比 较 慢 , 时 就 需 要 考 虑 消 弧 线 圈的 影 线 路 作 暂 态 零 序 电 流 采 样 值 的 内 积 运 算 小 这
Sci nce e and Techn Ogy nn O} I ovat术
中低 压配 电网单相 接地故障选线方法研 究
刘 浩 字 ( 湖南省 电力公 司益 阳电业局 湖 南益 阳 4 0 0 3 0 ) 1
摘 要: 目前 , 在我 国6 k ~3 V中低压 配 电网中广泛 采 用的接 地方 式 为小电流接地 系统 。 电网极 易发生单 相接 地故 障, 电流接 地 电 5 配 小 网在发 生接地 故 障时 , 故障 电流很 小 , 短时 间内不影 响电 同的正 常运行 , 但是 由于其 带来的不安 全隐患 , 必须尽 可能快 的确定故 障线路 。 本文对现 有的故 障选 线方法做 了介 绍, 讨论 了现 有选线方 法的理论依 据 与适 用范 围, 在此 基础上 , 出了基 于模 糊决策理论 的综合 判断 提
配电网单相接地故障快速选相方法研究
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摘要:配电网单相接地故障传统判相方法需要考虑相序和电压大小来判别故障相,但高阻接地故障时相角测量较 为困难,因此故障相判断难度很大。通过分析小电流接地系统发生单相接地故障时各相电压以及中性点电压随故 障电阻变化的关系,提出单相接地故障时仅根据中性点电压大小以及相电压大小直接判断故障相的简化方法。最 后通过 PSCAD/EMTDC 搭建仿真模型,仿真表明所提判相方法能在不同故障电阻的情况下准确判别出故障相。 关键词:单相接地故障;故障相电压;中性点电压;判断故障相
3. School of Electrical Engineering, Shanghai University of Electric Power, Shanghai 200090, China; 4. Shanghai Sieyuan Electric Co., Ltd., Shanghai 201108, China)
This work is supported by the Science and Technology Project of State Grid Corporation of China (No. 52120018004L). Key words: single-phase-to-ground fault; fault phase voltage; neutral voltage; fault phase detection
第 49 卷 第 3 期 2021 年 2 月 1 日
DOI: 10.19783/ki.pspc.200360
配电网故障选线系统与故障定位方法的研发

摘 要我国10kV配电网多为辐射状结构且采用中性点不接地系统。
当常见的单相接地故障发生时,由于故障电流太小使得故障选线问题至今未能很好地得到解决。
而分布式电源(Distributed Generator,DG)的接入也改变了传统配电网单电源集中式的供电结构,使其由传统的功率单向流动的辐射型网络转变为功率双向流动的多源网络,含DG配电网的故障定位问题亟待解决。
中性点不接地系统发生单相接地故障时,准确的确定故障线路,对提高运行可靠性,减少因为停电造成的综合经济损失,具有十分重要的意义。
本文设计的针对辐射型中性点不接地电网的故障选线系统,包括故障选线平台、就地智能零序互感器、综自系统以及远程诊断服务器等几部分,实现了检测、选线、控制、存储等功能。
故障选线平台的核心是故障选线算法,本系统采用零序电流比幅法,零序电流比相法,首半波法以及小波分析法融合的故障选线算法,以提高选线准确率。
就地智能零序互感器、综自系统以及远程诊断服务器通过通信通道与故障选线平台连接,实现数据传输、系统监测、设备故障远程处理等功能。
针对故障选线算法要求各出线就地智能零序互感器采样数据同步的问题,本文提出了一种基于CAN总线的数据同步方法,并通过实验证明此方法同步的数据满足选线算法的要求,可以实现正确选线。
对于含DG配电网的故障定位问题,本文提出了一种借助通信网络实现的基于各保护点故障后电流相位差的故障定位方法。
对称故障时利用线路两端保护计算的故障后A相电流相位差进行故障定位;非对称故障时利用线路一侧保护、对端保护以及相邻线路保护三个保护安装点故障后负序电流相角信息进行故障定位。
本故障定位方法只需利用保护点的电流信息而不需要采集电压量,无需额外加装设备,减少了改造投资成本。
仿真结果表明,此方法对于对称的三相短路故障以及非对称的两相短路故障都具有适用性,可以对区内故障、区外故障以及母线故障正确定位。
本文针对辐射型配电网开发的故障选线系统以及对DG接入后多电源网络故障定位的研究工作,对及时发现并处理配电网故障,提高用户供电可靠性,具有重要的推广意义。
谐振接地配电网单相接地故障选线研究

谐振接地配电网单相接地故障选线研究谐振接地配电网单相接地故障选线研究摘要:谐振接地故障是电力系统中常见的故障类型之一,它容易导致严重的设备损坏和电力中断。
本文针对谐振接地配电网的单相接地故障问题展开研究,并对选线方法进行探讨和分析。
通过实验和数据分析,得出了一种有效的单相接地故障选线策略,能够准确地定位接地故障点,提高故障检测和修复的效率。
1. 引言谐振接地配电网是一种常见的中性点无源接地系统,其接地故障一直是电力系统中的一大难题。
由于谐振接地系统的特殊性,传统的故障选线方法无法解决谐振接地故障的选线问题。
因此,对于谐振接地系统的故障选线研究具有重要的理论和实际意义。
2. 谐振接地配电网的故障特点谐振接地故障是由于系统中谐振电容器等无源元件对故障电流形成低阻抗路径,导致故障电流无法通过故障点流经地极电阻返回源端。
这种故障具有以下特点:(1)故障电流波形呈现高频振荡特征;(2)故障电流最大值通常低于额定电流的百分之二十;(3)故障点附近的无功功率损耗明显增大。
3. 单相接地故障选线方法的研究对于谐振接地配电网的单相接地故障选线问题,目前研究较少。
我们通过实验和数据分析,提出了一种基于无功功率损耗和故障电流频率特性的选线方法。
具体步骤如下:(1)实时监测系统的无功功率损耗,判断故障相位;(2)记录故障电流的频率特性;(3)通过对比实验数据,确定合适的阈值和判据;(4)利用选线方法找到故障点位置。
4. 实验设计和结果分析我们针对一个谐振接地配电网系统进行了实验,并记录了实验数据进行分析。
实验结果表明,所提出的选线方法能够有效地定位故障点,且判别率达到了95%以上。
通过对比实验数据,我们确定了无功功率损耗和故障电流频率特性的合适阈值和判据,在实际应用中能够准确地进行选线定位。
5. 结论本文针对谐振接地配电网的单相接地故障问题进行了研究,并提出了一种有效的选线方法。
通过实验和数据分析,我们证明了该方法的准确性和可行性。
电力配电网单相接地故障选线技术的发展
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电力配电网单相接地故障选线技术的发展摘要:配电网络在我国中性点接的方式经常采取不接地以及经消弧线圈等方式。
所以在配电网的过程中,经常发生单相接地的故障,因为发生故障的电流较弱以及不明显的特征和不稳定的电弧和随机因素等影响,让配电网的单相接地故障选线的问题即使多年的研究但还并完全解决,这严重拖慢了提高自动化水平的节奏而且还阻挠配电网供电的稳定性。
本文主要讲解了增量残流法,暂态法,注人信号法,中电阻法等方法的选线原理,而且在选线的稳定性,安全性能等方面对这几种方法进行了详细的性能分析。
这几种方法都有它们各种的优点和缺点以及适用的条件,所以在应用的时候要进行综合考虑。
关键词:单相接地故障;性能分析;选线1.故障选线的策略根据信号利用的稳态或暂态的分量来故障选线,基本分为暂态选线和稳态选线2大类。
增量残留费,信号注入法,中电阻等方法都属于稳态选线,但暂态法是暂态选线。
根据来源的信号划分,选线方法又能分为被动式选线和主动式选线,但是需要安装特定的设备才能进行主动式选线或者其他设备帮助,系统运行的状态改变一次来合理利用他产生的附加信号,实现选线还可以向系统输入专用信号;不需要任何就可以被动选线只需要系统产生的新信号就可以实现选线。
1.1信号注入法在系统发生故障的时候,处于空闲状态的接地电互感器压的输出为0,通过该传感器向系统藕和一的电信号,这种电信号可以沿着母线或者故障线的接地流动,在经过大地或者故障点的时候返回,这样就可以根据信号的返回路线找到故障线路和故障点。
为了保证各次谐波分量以及工频分量的干扰,需要在各次谐波之间选择合适的频率注入信号。
在早期的时候,选择故障线路通常使用便携式信号探测装置,这不仅费时而且还费力更容易被电厂的强磁环境干扰。
所以后来使用分散采集信号来集中处理,这虽然可以自动选择电路,但是需要把专用信号传感器安装在每条线路的出口处。
后来科学家在以注入单频信号的基础上提出注入变频信号,而且还根据中性电压在故障后的大小选择合适的注入电流通过消弧线圈tv以及故障相tv。
配电网单相接地选线实验技术
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配电网单相接地选线实验技术摘要:近些年来,随着国家经济的持续迅速发展,以及城市化建设的不断推进.国家电网的建设也得到了长足发展.配电网络在进行正常运行时发生故障也是无法避免的.在我国配电网故障主要分为两大类.一种是配电网发生相间短路故障;另一类则是接地故障.相间短路障碍细分有AB、BC、CA、ABC几种类型.接地故障细分则有CG、ABG、BCG、CAG(其中G表示地)几种类型.根据国家电网数据可知接地故障发生率远高于相间短路故障发生率.而在配电网络接地故障中单线接地又占据到了配电网络故障的绝大多数,比例接近80%.单相接地故障会对配电网络的供电稳定性造成明显影响,如果不及时进行修复还会造成故障...关键词:配电网故障;单相接地故障;选线;研究引言:配电网是连接电网与用户的重要部分,其运行的稳定性与安全性与人们的生活有着密切的联系,对促进社会的发展与经济的发展有着重要作用。
在我国,配电网一般采用中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的工作方式,故障也有很多类型,其中单相接地故障占电网中所有事故的90%以上。
当系统发生单相接地故障时,接地电流很小、馈线树木较多,加之故障特征有时不明显,给故障检测带来了较大的困难,因此必须要重视单相接地故障选线方法。
为了提高供电可靠性和确保电网安全稳定运行,研究高效、准确、可靠的单相接地故障选线方法尤为重要。
基于此,本文就配电网单相接地故障选线方法进行研究。
一、配电网单相接地故障选线试验技术1.选线试验方法配电网络中单相接地故障选线试验大都先采用仿真实验法,利用MATLAB建立配电网络中单相接地故障选线模型,获得很合理的实验方案与数据后。
在制作样机进行挂网试运行积累现场模拟实验数据。
2.单相接地故障选线案例采用10kV配单网络样机进行的单相接地故障选线分析,共五条线路其中一号线路发生单项接地故障。
表1是中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的现场故障选线结果。
从表中可以发现,中性点经消弧线圈接地技术对发生单项接地故障进行故障线路确定的影响效果大于中性点不接地技术。
配电线路单相接地故障定位及选线研究
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配电线路单相接地故障定位及选线研究摘要:城市化进程在不断加快,为了满足人们的用电需求,城市电网在不断改进,配电线路的数量和长度也逐渐增长,导致配电网的分布电容也在不断增加,接地容性电流逐渐超过标准值,配电线路单相接地故障定位和选线成为了电网行业发展的重点。
本文将对配电线路单相接地故障定位及选线进行简要概述,并对配电线路单相接地故障选线的具体方法进行详细分析,最后对配电线路单相接地故障的多分支辐射网络故障定位法进行深入探究,促进配电线路单相接地故障定位的精确度的提升,有效提高用户的用电安全。
关键词:配电线路;单相接地故障;定位及选线引言我国的配电线路使用的接地方式大多是小电流接地方式,所以出现的故障被称为小电流接地故障,在常见的十千伏配电网中,单相接地故障发生的概率是总故障的百分之八十,配电线路比较复杂,分支也较多,在出现单相接地故障的时候,不能有效确认配电线路中的故障点,再加上电流量较小,电流信号不强,所以故障定位操作难以实施。
在出现配电线路单相接地故障的时候,电压很可能急剧升高,导致短路故障,所以进行配电线路单相接地故障定位及选线操作具有重要意义。
配电线路单相接地故障定位的方法有很多,比如故障行波定位法、多分支辐射网络故障定位法等,选线的方式也根据性质的不同分为暂态选线法、稳态选线法以及行波选线法等,每种单相接地故障定位及选线的方法都是根据实际电路的具体情况合理选择的,下面将对配电线路单相接地故障定位及选线相关内容进行深入研究,有效判定故障的位置并解决故障,促进配电网的高效运行,为人们提供更多的用电便利。
1、配电线路故障定位及选线的方法概述旧式的配电线路故障选线方法大多是以人工的方式进行,相关的施工人员在现场按顺序进行各个配电线路的检测,指导故障消除,这种方式需要花费大量的检修时间,还会影响一些正常线路的运行,严重影响配电线路的实际运行效率。
随着科学技术的进步,逐渐有了故障选线的概念,主要是利用各个配电线路之间的差异进行多条馈线的连接,实现故障的有效查找,有效减少故障检测的时间,配电线路故障选线方法大多用于中性点非有效接地系统中的单相接地故障检测中。
配电网单相接地故障选线策略研究
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配电网单相接地故障选线策略研究发表时间:2020-11-12T11:29:17.620Z 来源:《当代电力文化》2020年第17期作者:程旭[导读] 单相接地故障是配电网中最常见的故障,程旭国网晋中供电公司山西晋中 030600摘要:单相接地故障是配电网中最常见的故障,由于故障电流可能很小,其精确诊断存在较大难度。
同时由于我国大多数配电网都会使用中性点非有效接地的运行方法,这样一旦发生单相接地问题时,问题电流较小电弧又不平衡,出现了故障选线难点。
因此文章重点就配电网单相接地故障选线策略展开分析。
关键词:配电网;单相接地故障;选线策略我国多采用中性点不接地方式,由于故障电流较小,单相接地故障的辨识正确率有待提高。
单相接地故障虽能带故障运行一段时间,但若未能采取恰当的措施,也可能影响电力系统的安全运行,尽快判断故障具体类型对提高供电可靠性具有重要意义。
对于小电流接地选线难题,全世界的专业人士都有自己的解决方案,大部分可以概括为三方面:采用故障平衡电子电子信号实施选线;采用故障暂态信号实施选线;采用注入电子信号(外加信号)实施选线。
1 单相接地故障初步判定单相接地故障发生后能检测到幅值较为明显的零序电压,对其他故障类型和配电网扰动情况进行考察,可根据有无明显零序电压分为两类: 一类包括单相接地故障、两相接地故障、不同期合闸与三相负载不对称波动 4 种类型; 另一类包括相间短路、三相短路故障、大电机启动和空载合闸 4 种情况。
合闸类扰动通过扰动发生前是否能检测到相电流进行区分。
除单相接地故障与负载不对称之外的其他情况在故障后有两相或以上的相电流幅值存在明显变化,可以此为依据进行初步辨识。
单相高阻和单相间歇接地两种故障的零序电压故障波形十分相似,但间歇故障具有随机性与瞬时性,两者零序电压波动的形式及大小存在差异。
为了对其零序电压进行深入分析,使用希尔伯特黄( Hilbert - Huang transform,HHT) 得到频域信息以使得故障特征区分度更高。
配网单相接地故障定位技术研究

配网单相接地故障定位技术研究随着城市配电自动化项目的大规模开展,供电可靠性和自动化程度得到了极大提升,然而,县域配电网的建设很有限、基本停留在核心城区,目前建设方案也基本上是照搬城网模式,缺乏针对县域配电网的经济适用、可推广的配电自动化解决方案。
1.2目的及意义配电网分布区域广,运行环境复杂,线路故障多发,其中又以单相接地故障为主要故障类型。
而目前配电网中性点接地方式多采用小电流接地方式,线路发生单相接地故障后具有稳态电流小、电弧不稳定以及故障特征不明显等特点,虽然仍可带电运行一段时间,但对线路的绝缘水平提出了极高要求,并可能因绝缘被击穿而引发更严重、范围更广的事故。
1.3 主要研究内容以提升优质服务为目标,以配电运维管理为载体,研究目前国内外配电网单相接地故障选线选段技术特点,结合山东省配电网单相接地故障分析,研究基于单相接地故障处理的新型就地型设备、快速复电机制及工程化实施方案。
2、问题分析2.1 瞬时性接地频发、自动化程度低县域配电网分布区域广,运行环境复杂,县域配电线路绝大多数为架空线、以单辐射和单联络线路为主,供电半径一般在15km以上,分支多、主干分支不明显。
线路故障多发,其中又以单相接地、瞬时性故障为主要故障类型。
2.2小电流接地故障依赖人工判定传统方式下,当10KV线路采用消弧线圈接地方式时,一般采用人工选线、分段查找、逐级杆塔检查等传统选线定位方法进行故障排查,但无论是单相接地故障还是相间短路故障,均具有一定隐蔽性,给故障搜查带来极大难度。
因而需通过故障就地自动定位和隔离,把故障区段缩减至最小范围内,以达到快速抢修的目的。
2.3设备定值设定复杂,技术门槛高分支线路、用户线路需要经常性的根据新增、改造负荷进行调整,特别是对于县域10KV线路。
传统的接地保护依据电流定值比较进行故障判定,经常因负荷侧线路长度不准确导致整定值错误,出现误动/拒动情形,终端的定值设定给运行操作人员带来了较大的技术门槛和运维工作量。
配电网单相接地故障定位的研究

配电网单相接地故障定位的研究一、目的和意义目前我国输电线路故障定位技术已取得重大进展,定位效果很好,但是由于配电线路与输电线路相比有很大差异,从而导致广泛应用于输电线路的阻抗法、行波法等定位技术在配电线路上难以应用。
目前达到实用化的单相接地故障定位技术有两个:第一种是基于故障指示器的定位装置,第二种是基于馈线自动化的定位装置。
故障指示器的工作原理是将指示器装置设定好故障电流定值,并悬挂于线路上,通过判断检测到电流是否超过定值发出信号。
故障指示器只能测量相电流,不能测量零序电流。
由于小电流接地系统单相接地电流很小,通常都远小于负荷电流,因此故障指示器经实践检验单相接地故障定位准确性是较低的。
基于馈线自动化的定位装置通过在架空线路开关或者环网柜开关内部安装零序电流互感器测量零序电流,但是仅仅通过零序电流超过定值来判断单相接地故障。
配电线路有四个特点,第一是广泛采用小电流接地方式,单相接地后故障线路、正常线路都有零序电流,靠定值启动的方法难以准确检测;第二是消弧线圈日益增加,导致零序电流功率方向出现了变化,正常线路和故障线路的零序电流相位几乎没有差别,增加了选线和定位的困难;第三是架空线路和电缆线路通常混合在一起,结构复杂,不易获得准确的线路参数;第四是单相接地情况复杂,包括金属性接地、经高阻接地、经电弧接地多种情况。
因此目前基于馈线自动化的定位装置对于单相接地故障的正确率不高。
另外目前单相接地故障定位只是确定到故障区段,不能进一步解决故障隔离问题。
近年来有众多学者在故障定位隔离方面做了大量研究,但是由于定位成功率不高,往往造成故障隔离失败。
随着配电网自动化系统的建设,单相接地故障选线及定位的发展方向是功能的集成,即协调控制综合实现选线、定位,并且成为配电网自动化系统的组成部分。
本研究能够综合实现故障选线和故障定位。
本研究适用于中性点非有效接地系统,能够解决金属性接地、经高阻接地、经电弧接地等各种类型的接地故障,充分保证了定位的准确性与快速性。
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配电网单相接地故障选线策略研究
摘要:单相接地故障是配电网中最常见的故障,由于故障电流可能很小,其精
确诊断存在较大难度。
同时由于我国大多数配电网都会使用中性点非有效接地的
运行方法,这样一旦发生单相接地问题时,问题电流较小电弧又不平衡,出现了
故障选线难点。
因此文章重点就配电网单相接地故障选线策略展开分析。
关键词:配电网;单相接地故障;选线策略
我国多采用中性点不接地方式,由于故障电流较小,单相接地故障的辨识正
确率有待提高。
单相接地故障虽能带故障运行一段时间,但若未能采取恰当的措施,也可能影响电力系统的安全运行,尽快判断故障具体类型对提高供电可靠性
具有重要意义。
对于小电流接地选线难题,全世界的专业人士都有自己的解决方案,大部分可以概括为三方面:采用故障平衡电子电子信号实施选线;采用故障
暂态信号实施选线;采用注入电子信号(外加信号)实施选线。
1 单相接地故障初步判定
单相接地故障发生后能检测到幅值较为明显的零序电压,对其他故障类型和
配电网扰动情况进行考察,可根据有无明显零序电压分为两类: 一类包括单相接
地故障、两相接地故障、不同期合闸与三相负载不对称波动 4 种类型; 另一类包
括相间短路、三相短路故障、大电机启动和空载合闸 4 种情况。
合闸类扰动通过
扰动发生前是否能检测到相电流进行区分。
除单相接地故障与负载不对称之外的
其他情况在故障后有两相或以上的相电流幅值存在明显变化,可以此为依据进行
初步辨识。
单相高阻和单相间歇接地两种故障的零序电压故障波形十分相似,但
间歇故障具有随机性与瞬时性,两者零序电压波动的形式及大小存在差异。
为了
对其零序电压进行深入分析,使用希尔伯特黄( Hilbert - Huang transform,HHT)
得到频域信息以使得故障特征区分度更高。
HHT 是一种具有自适应能力的时频分
析方法,包括经验模态分解( EMD) 和 Hilbert 变换。
2配电网单相接地故障选线策略
2.1基于稳态量的选线方法
稳态零序电流幅值比较法。
一般来说小电流出现接地管理问题后,问题线路
上的平衡稳态零序电流以及全部安全线路对地电容电流总值在数值上是一样的,
并且该电流性质呈现电容性。
很明显安全线路平衡状态下的零序电流幅值低于问
题线路,对比各个线路的平衡零序电流的幅值大小,就很容易把问题线路与安全
线路分开。
虽然做法简单,结构也容易打造,不过受系统管理以及结构关系的约束,这种做法对谐振接地管理系统来说是没有效果的。
稳态零序电流相位比较法。
管理系统出现单相接地问题之后,问题线路和安全线路上的流零序电流方向会发
生改变:针对问题线路,零序电流会经过线路流到母线;针对安全线路,零序电
流会经过母线流到线路,这种做法被叫做零序功率做法,此类原理也可以作为选
线依据。
不过当线路短小、线路在高阻接地以及线路问题地带接近互感器的时候,会出现线路零序电压以及零序电流幅值很低的状况,所以很难辨别出相位,也不
适合谐振接地管理系统。
群体比幅比相法。
综合了之前两种做法的优点,通过对
每一条线路的平衡零序电流幅值进行对比,找出幅值比较高的一些线路,再把这
些线路里的零序电流一一进行对比,把相位异于平常线路的线路筛选为问题线路,不过这种做法也没有彻底解决经消弧线圈接地管理系统的失效难题。
工频零序电
流有功分量法。
此类是平衡零序电流幅值比较法的一类完善做法,主要根据稳态
零序电流里的有功功率结构进行判断是否故障,一旦发生问题以后则线路上会出
现零序电流,这样有功功率就会高于安全线路,并且这二者都会出现有功功率的
极性特征,并且又凸显了对立的性质。
根据这种原理就可以形成工频零序电流的
有功分量法选线方法,此做法突破以往谐振接地管理系统不能正确选线的难题,
但代价就是对应的灵敏以及准确性能都大大降低。
谐波法。
这是一种根据管理系
统出现问题以后产生的一种谐波作为判断的做法,大体会出现两种情况:从问题
线路的平衡零序电流里面提五次的谐波分量,此分量的幅值大小要高于安全线路,利用这个原理来进行选线的做法也叫做五次谐波法;将3、5、7次多次谐波分别拿出来,把这些谐波分量的幅值大小求出平方之和,这样问题线路的幅值平方和
数值最高。
这两类做法都消除了消弧线圈的不良影响,不过在检测时依然存在灵
敏度低下、选线精度差等问题。
2.2基于暂态量的选线方法
首半波法。
使用其选线的原理是因为,在问题线路以及安全线路故障后,在
首个半波中拿出的零序电压以及零序电流相位会有不同。
针对问题线路二者的相
位则是不同的;针对安全线路,二者相位是一样的。
不过此类做法容易受到问题
初相角的控制,实施的时候要求问题必须发生在电压幅值最高的地带,否则会受
到问题干扰,让选线精准程度大大降低。
基于小波分析的选线方法。
使用小波的
变换把暂态零序电流信号里面的特征分量拿出来,这样问题线路特征的分量幅值
包络线会远远大于安全线路,并且呈现的特征分量相位是不同的。
此类做法对问
题特征分量的提取度很精确,不过选线精度过程中很容易受到噪音、过渡电阻以
及问题初相角的不良影响而导致精准度下降。
基于 Prony 算法的选线方法。
使用
复指数函数来实施拟合,这样来拿出问题线路的暂态信号主要频段,并把此频段
里的导纳、相位以及一些对应数据进行对比来找出问题线路。
此类做法选线准确
度高,不过计算庞大、时间过慢不能快速实施保护的性能。
2.3基于注入信号的选线方法
S 注入法。
使用对电压互感器的二次侧注入电子信号并且在每一条出线的终
端接收装备里注入此电子信号,此电子信号能测到问题信号,正常线路不会接受
到这类信号,虽然这种做法操作简单,不过容易受到谐波影响,准确性很低。
注
入变频信号法。
使用故障后的位移电压将向消弧线圈的电压互感设备器注入信号,并产生可变频率的恒流电子信号,可以测出每一线路的零序电子信号的功角、阻
尼率,如果线路指标高于整定数值时则会认为此线路是问题线路。
不过出现接地
电阻很低的时侯,也会出现一定的检测错误几率。
残留增量法。
使用零序电流里
面的变化量作为判断的依据,根据变换管理系统里的消弧线圈的阻尼,并准确测
量出每一线路的零序电流变化数值,问题线路的变化会高于安全线路的变化。
虽
然此类做法灵敏度高、也能在谐振接地管理系统里面使用,但需要前提条件,就
是消弧线圈必需存在自动调节这个功能。
总之,配电网单相接地故障对于电力系统的安全可靠运行影响颇大,必须尽
早识别诊断,并优选适宜的选线策略。
文章根据问题信号进行选线、使用暂态电
子信号进行选线以及使用注入电子信号(外加信号)进行选线。
当然了每一种选
线方法都不是十全十美的,或多或少存在一些不足之处,这就需要在实际运用中
加以辨识,选择最佳的选线策略,确保电力系统的稳定运行。
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