配电网单相接地故障定位技术研究
配电网单相接地故障区段定位方法的研究
Ｖ０ １ ． ３ ８ Ｎ ｏ ． ３ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ９ ９ ４ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． Ｏ ６ ８
能 源 技 术 与 管 理
Ｅｎ ｅ ｒ ￣ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ￣ａ ｎ ｄ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ １ ６ ９
流矢量方 向在第一象限 的支路判定为非故障支 路， 否则判定为故障支路。
３ 基于 Ｆ Ｔ Ｕ的矩 阵算法定位原理
基于 Ｆ １ ＇ ｕ的矩 阵算法实现单相接地故障的
１ ７ ０
宇文慧彪 ， 等
配电网单相接地故 障区段定位方法的研究
定 位 区间的两 个判定 原则为 ：
２ ０ １ ３ 年６ 月
Ｏ 引 言
目 前 ，配电网发生故障后采用传统的人工巡
路和非故障线路 ，并生成统一的故障信息上传给 控制主站 ，主站采用矩阵定位算法定位出故障区 段 。这种利用全 电流判别法与矩阵算法的方法可 以有效实现单相接地故障带电定位［ 。
线方式进行故障区段定位非常困难 ，这种方式不 仅耗费大量的人力物力 ， 而且还延长了停 电时间 ，
Ｆ ｅ ｂ ． ， ２ ０ １ ３
定位是在传统短路故障定位矩阵算法的改进。以 最常见的单电源辐射状供 电方式为例 ， 首先 ， 根据 实际配 电网拓扑结构生成网络描述矩阵 Ｄ；然后
（ １ ） 若 ＝ １ ， 且 对 于所有 西＝ １ （ ｉ ／ ） 对应 的对
根据 Ｆ Ｔ ｕ上传 的故障信息相应设置矩阵 Ｄ中对 角线元素 的值 ， 生成故障判定矩 阵 ｏ ｆ ； 对 于 ｎ’ ｕ
同稍有差异 。 当消弧线圈采用过补偿 、 全补偿和欠
2024年小电流接地系统单相接地故障检测技术（2篇）
2024年小电流接地系统单相接地故障检测技术1引言电力系统的接地处理方式主要有直接接地，电抗接地，低阻接地，高阻接地，谐振接地(又称消弧线圈接地)和不接地。
前三种称为大电流接地系统，后三种称为小电流接地系统。
我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统，该系统最大的优点是发生单相接地故障时，并不破坏系统电压的对称性，且故障电流值较小，不影响对用户的连续供电，系统可运行1～2h。
但长期运行，由于非故障的两相对地电压升高1.732倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。
同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。
因此，当发生单相接地故障时，必须及时找到故障线路予以切除。
2目前的检测方法及存在的问题(1)绝缘监察装置利用接于公用母线的三相五柱式电压互感器，其一次线圈均接成星形，附加二次线圈接成开口三角形。
接成星形的二次线圈供给绝缘监察用的电压表、保护及测量仪表。
接成开口三角形的二次线圈供给绝缘监察继电器。
系统正常时，三相电压正常，三相电压之和为零，开口三角形的二次线圈电压为零，绝缘监察继电器不动作。
当发生单相接地故障时，开口三角形的二次端出现零序电压，电压继电器动作，发出系统接地故障的预告信号。
这是以前常规变电所使用最多、应用最广泛的绝缘监察装置，其优点是投资小，接线简单、操作及维护方便。
其缺点是只发出系统接地的无选择预告信号，不能准确判断发生接地的故障线路，运行人员需要通过推拉分割电网的试验方法才能进一步判定故障线路，影响了非故障线路的连续供电，不能满足日益发展的城乡经济对供电可靠性的要求。
基于上述原因，我国从50年代末就开始研制小电流接地自动选线装置，提出了多种选线方法，并开发出了相应的各种装置。
(2)各种选线原理分析：①稳态分量法。
稳态分量法又分为零序电流比幅法，零序电流相对相位法，以及群体比幅比相法。
10kV配电网单相接地故障及处理措施
10kV配电网单相接地故障及处理措施摘要：配电网络作为直接面向电力用户的关键供电环节，其安全与稳定的运行直接关系到供电网络的供电质量。
但是在实际的运行过程中，配电网络往往会受到各种故障的影响，尤其是单相接地故障严重威胁着配电网络的安全与平稳运行。
因此准确且快速的对配电网单相接地故障进行定位与处理，具有相当重要的意义。
本文首先介绍了10kV配电网单相接地故障选线方法，然后详细论述了10kV配电网单相接地故障定位方法。
并以此为依据总结出了一套切实可行的单相接地故障定位与处理方法。
关键词：电网故障；10kV配电网；单相接地故障；故障处理随着我国社会经济的发展水平的不断提高，人们对于供电的质量与稳定性提出了更高的要求。
而配电网络作为直接面向电力用户的关键供电环节，其安全与稳定的运行直接关系到供电网络的供电质量。
但是在实际的运行过程中，配电网络往往会受到各种故障的影响，尤其是单相接地故障严重威胁着配电网络的安全与平稳运行。
另外由于10kV配电网络所处的环境十分复杂，存在相当多的配电线路分支，一旦发生单相接地故障，一般很难确认故障的线路。
此外发生故障的位置电流相对较小，难以获得较强的故障信号，这也为单相接地故障的定位与处理带来很大的困难。
一、10kV配电网单相接地故障选线方法根据判断信号模式的不同，10kV配电网单相接地故障选线方法可以分为主动信号法和被动信号法两种。
其中主动信号法是将某种频率的信号注入配电网内，并针对该信号进行检测，从而完成单相接地故障的选线工作。
主动信号法注入的信号可以分为可变频率信号和单一频率信号。
而被动信号法具体可以分为故障稳态信息法、故障暂态信号法和综合信号法。
基于故障稳态信息进行选线，首先就可以针对出线的线路，逐一进行断电，进而检测中性点的零序电压。
然后与正常情况进行对比，从而完成选线。
这种方法的选线准确率较高，但是选线的速度较慢，且工作量大，同时会对供电的稳定性产生影响。
然后还可以根据消弧线圈的失谐度，对正常状态下出线线路中零序回路的零序导纳进行计算，以此作为参考值。
配电网单相接地故障的区间定位和测距
配电网单相接地故障的区间定位和测距摘要：我们主要是对配电网单相接地故障的区间定位方式进行研究。
根据理论分析，了解到了短路故障线路区段前后端零序电压和灵虚电路相位之间的差，可以精准的对出现短路的线路区间进行定位。
此种方式也能够应用到金属性接地短路故障和非金属接地短路故障。
而通过仿真实验能够了解到这种方式具有很高的理论价值。
关键词：零序电压；零序电流；相位我国所采用的配电线路，主要是运用小电流接地系统来运行。
运用这种中性点不接地的形式，好处在于如果出现单向接地故障的话，故障电流值就不会太大，同时线电压不会出现变动，能够暂时进行运行，这样的话就不会对用户的供电造成影响。
要是长时间运行，那么就会出现中性点电位偏移的情况，这样就很容易导致绝缘的不完善部分被打穿，从而形成相间短路，让故障严重程度变大，从而对供电造成不好的影响。
因为小电流接地系统单向接地故障电流不大，在检查故障的时候具有一定的难度，采用传统的定位方式，精准度不会太高。
所以怎样快速、精准的发现故障区域，然后将其进行隔离就成为了一项非常重要的工作。
那么下面我们就来具体的讨论一下相关的话题。
一故障定位方法有关小电流系统单向接地故障定位的方式具有非常多的种类，而且每种都具有优点和缺点。
其中主要的包括：制定出了基于信息和模拟推理进行结合的故障定位方法；“S注入法”故障定位原理；采用离散小波变换、行波测距原理在故障段中实现了故障准确定位；基于区段零序能量的定位方式；监测馈线上个开关当中的零序电压以及零序电流，并对区段的各端电传送进此区段的零序电流的和进行运算，这样就能够对故障进行准确的定位。
由于供配自动化技术的提高，现在很多的供配电馈线中都对能够进行测量、通信的FTU采取了安设工作，这样就能够准确的对故障进行定位。
我们应该与FTU进行结合，然后分析配电网中的零序电压、零序电流之间的相位关系，从而精准的对故障进行定位。
二、配电网单相接地故障原理分析如果某线路出现了金属性接地故障，那么这个时候配电线路网络电容电流分布情况，可以用以下的公式来进行运算：Ios=1/3（Ibs+Ics）=-jwCosUA=jwCosUdoIoii=1/3（IBI+Ic1）=-jwCoiiUA=UA=jwUdo在这组式子当中，Udo代表的是故障点的零序电压。
配电网单相接地故障原因分析
配电网单相接地故障原因分析摘要：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。
学习笔记-中压配电网单相接地故障-选线及定位技术
中压配电网单相接地故障——选线及定位技术杨以涵齐郑编著（中国电力出版社2014.07）第一章中压配电网中性点接地方式在这一章中主要介绍了配电网的中性点接地的方式，以及各种接地方式对电网的影响。
中性点接地方式中性点接地方式主要有以下几种：中性点直接接地方式，即将中性点直接接入大地中性点不接地方式，即中性点对地绝缘中性点经消弧线圈接地方式，即在中性点和大地之间接入一个电感线圈。
中性点经电阻接地方式，即在中性点和大地之间接入一个电阻。
分为中性点经高阻抗接地，中性点经小电阻接地和中性点经中阻抗接地三种方式。
中性点经消弧线圈接地方式，与不接地方式相比，需要更多的投资，但是能够保障系统的安全性，提高供电可靠性。
抑制单相接地故障的短路电流，利于电弧的熄灭，避免系统的过电压。
但是面临新的问题，1、单相接地故障选线困难，抑制了故障线路的零序电流；2、造成中性点的位移电压过高，随着经济的发展，在馈电的线路中电缆所占的比重越来越大，中性点经消弧线圈接地方式的弊端逐渐暴露，1）只能补偿电容的基频无功分量，谐波分量无法补偿；2）配电网的电容电流大，导致消弧线圈的价格高；3）以电缆为主的配电网单相故障多为永久性故障（外力破坏的故障），消弧线圈的优势不明显；4）当接地点为电缆内部的时候，接地电弧为封闭性电弧，消弧线圈就不具备优势了。
中性点经电阻接地，为了限制配电网的过电压的幅值，解决消弧线圈容量无法满足电容电流的需求的问题，可以采用中性点经电阻接地方式。
优点是当电容电流在一定范围波动的时，能有效地限制间歇性电弧接地过电压和铁磁谐振过电压，同时不必像消弧线圈那样严格匹配电容电流。
适用的情况是采用绝缘水平低的设备，对电压要求比较严的配电网或存在大量电缆的配电网。
根据我国具体情况，主要采用经小电阻接地方式。
中性点接地方式的影响中性点接地方式的影响的内容主要有：安全隐患，由接地故障引起的电弧会对环境造成危害，引发火灾。
单相接地故障会对接地点附近产生较大的跨步电压和接触电压，对人畜造成危害。
基于波形的10_kV配网单相接地故障区段定位技术
运营维护技术配网单相接地故障区段定位技术曲晓（国网山东省电力公司龙口市供电公司，山东通过线路终端采集故障线路零序电流波形，借助相关系数对零序电流波形相似度进行计算，将其作为 配电网单相接地故障区段的定位依据。
研究结果显示，故障区段两端的零序电流系数是与相接近的正数，由此在-0.5～1比阈值区段小，则属于故障区段，若比阈值区段大，则属于非故障区段。
波形；配电网；单相；接地故障；区段定位Waveform Based Single Phase Grounding Fault Location Technology for 10 kVDistribution NetworkQU Xiao(China National Grid Shandong Electric Power Co., Longkou Power Supply Co., Yantaizero sequence current waveformcalculates the similarity of the zero sequence current waveform with the help of correlation coefficients，则说明该区段属于故障区段；，则说明该区段属于非故障区段。
锁定故障后，向主站上报故障位置，由主站分析并发出解决命令，断开故障区段电路，有效隔离非故障与故障区。
配网的单相接地故障区段定位仿真配网的单相接地故障区段定位所示。
系统的中性点经过消弧±0.88 Ω，、15 km 。
线路单位长度的零序与正序参数值如表图1 系统单线图表1 线路单位长度零序与正序参数值线路L/（mH/km）R/（Ω/km）C/（μF/km）正序0.390.180.0968零序1.730.240.0900以上线路中，线路3创建有4个零序电流检测元件，能够对零序电流波形进行实时记录，模拟线路内具有录波功能的配电线路终端，检测元件划分线路为区段1～区段4。
110千伏配电线路单相接地故障及解决措施探究
110千伏配电线路单相接地故障及解决措施探究10kV配电线路的单相接地故障是最常见的故障类型，对用户供电和人身安全有较大的安全隐患，不仅供电企业需认真对待，各类工矿企业（存在大量的中压配电线路）更需要引起重视。
因此，必须加强对10kV配电线路的单相接地故障的分析和处理，尽量减少故障带来的影响，确保供电安全。
标签：10千伏配电线路；单相接地；故障引言：引起10kV配电线路单相接地故障的原因有很多，故障查找的工作也是比较困难的，因而需要对单相接地故障的原因继续详细的分析，并且实施有效的措施来进行防范，同时也需要运用先进的技术和设备来提高故障查找工作的效率。
一、单相接地故障的原因在10kv配电线路运行中，发生单相接地故障的原因主要有以下几个方面：一是导线在绝缘子上固定活绑扎不够牢固，导致线路脱落到地上或横担，进而造成了单相接地的故障。
二是有些部分的拉线线路被盗后，导致线路落到了导线上。
三是配电网变压器的高压接头断线，使其无法进行正常的导线连接。
四是配电网变压器的高压绕组的单相绝缘接地或击穿。
五是导线线路上的分支熔断器击穿或绝缘。
六是树木的短接，树木的短接问题是较为常见的造成配电线路单相接地的主要原因，主要就是由于这些外在的原因造成10kv配电线路单相接地。
根据近几年对发生单相接地故障的调查，大多的都是由于树木短接、绝缘子击穿、异物搭接、导线断线等主要原因。
二、单相接地故障的危害1、对变电设备的危害10kv配电线路发生单相接地的故障后，在变电站10kv的母线电压互感器的检测到达零序电流时，电压的互感器铁芯得到的饱和，如果这样的长时间运行下去，则会导致电压互感器被烧毁。
近些年来，在对配电网实际运行过程的调查，曾发生过配电网变电站的电压互感器被烧毁的情况，这不仅对设备造成了一定的损毁，还造成大面积的停电事故。
不仅如此，单相接地事故的发生，很有可能发生谐振过电压，如果产生了几倍于正常的电压的谐振过电压，那么，就会危及到变电设备的绝缘效果，甚至是可能会造成对变电设备绝缘击穿的情况，导致更大事故的发生，不利于电路的良好运行和安全使用。
配电网电缆故障点的定位方法
配电网电缆故障点的定位方法摘要：输电线路在电力系统运行中占据着重要地位，给人们生产生活提供了较大的便利条件。
在电能输送环节中，电缆连接着变电站和用户，其实际运行效果会影响到电力企业的供电效果和用户用电质量。
科学准确查找和排除配电电缆，将能够及时加以有效排除，保障配电电缆的运行效果。
鉴于此，本文就对配电网电缆故障点的定位方法展开简要的分析和论述。
关键词：配电网；电缆故障；定位方法一、配电网故障定位研究的意义随着我国经济的发展，电力系统规模逐渐加大，网络结构逐渐复杂，而且，用户对供电稳定的要求也越来越高。
这就要求一方面，在系统正常运行过程中要防止故障的发生；另一方面，在系统发生故障后，要快速、准确地找到故障位置，迅速排除故障，确保电力系统安全运行，提高供电可靠性，将损失最小化。
我国大多数配电网均采用中性点非直接接地系统，即小电流接地系统。
随着国民经济的发展，在配电网系统中，出现了既有架空线又有地埋电缆，还存在有架空线和地埋电缆混合敷设的情况。
架空线上发生的故障中单相接地故障占80％以上，当小电流接地系统发生单相接地故障时，由于单相接地不形成短路回路，故障线路流过的电流为所有非故障线路对地电容电流之和，故障电流远小于负荷电流，使得故障定位比较困难，不能快速、准确地进行故障定位。
虽然由于电力电缆具有比架空线路可靠性高、占用空间少、受恶劣天气影响较小、有利于工厂布局和城市规划等优点，但是由于机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化、水树等因素的影响，长时间运行的电力电缆也会发生故障。
再加上由于电力电缆多埋于地下或铺设在电缆沟中，故障发生后，很难迅速、准确地测出故障地点的确切位置，不能及、时地排除故障恢复供电，往往会造成停电停产的重大经济损失。
因此，如何确保配电网的安全可靠运行，快速有效地查出故障线路及故障点位置，具有非常重要的意义。
二、电缆出线故障的原因分析电缆故障的最直接原因是绝缘降低而被击穿。
导致绝缘降低的因素很多，根据实际运行经验，归纳起来不外乎以下几种情况：1.机械损伤安装时损伤：在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆，或电缆过度弯曲而损伤电缆；直接受外力损坏：在安装后电缆路径上或电缆附近进行城建施工，使电缆受到直接的外力损伤：间接受外力损坏：行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成地下电缆的铅(铝)包裂损；因自然现象造成的损伤：如中间接头或终端头内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套；因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤；因土地沉降引起过大拉力，拉断中间接头或导体。
10kV配电线路单相接地故障定位方法_1
10kV配电线路单相接地故障定位方法发布时间：2022-01-13T07:49:07.643Z 来源：《福光技术》2021年23期作者：秦明[导读] 当直流系统在接地设备单点接地时，一般不会干扰其正常工作。
但是，当系统的另一个区域产生接地时，很可能对自装设备、保护设备、测控设备、操作同路造成影响。
当接地故障出现后，电力工作人员需要及时检查并处理故障，以免对电力系统的运行带来严重的影响。
秦明巴彦淖尔电业分公司五原供电分局内蒙古自治区巴彦淖尔市 015100摘要：当直流系统在接地设备单点接地时，一般不会干扰其正常工作。
但是，当系统的另一个区域产生接地时，很可能对自装设备、保护设备、测控设备、操作同路造成影响。
当接地故障出现后，电力工作人员需要及时检查并处理故障，以免对电力系统的运行带来严重的影响。
关键词：10kV配电线路；单相接地；故障定位；方法引言配电网长期存在接地故障引发人身触电、森林火灾、用户停电的三大痛点，每年因配电网故障导致触电死亡的人数高达上千人，年均经济损失上千亿元。
10kV配电网接地故障快速安全处置技术是国内外长期存在且悬而未决的难题。
1灵活接地系统单相接地故障特征分析根据故障持续时间和保护是否动作，灵活接地系统中发生单相接地故障时可分为3个阶段：①第1阶段：并联小电阻投入前，系统为谐振接地方式；②第2阶段：并联小电阻投入后，进入消弧线圈并小电阻接地方式；③第3阶段：并联小电阻切除后，返回谐振接地方式。
图1为一具有n条线路的灵活接地系统单相接地故障零序等值模型。
图中，G0i、B0i分别表示线路i的对地泄漏电导及分布电（容）纳，其中，i=1，2，?，n-1为健全出线，i=n为故障出线；Rf为故障点过渡电阻；U?f=-E?A为虚拟电压源，E?A为故障相（以A相为例）电压；U?0为母线处零序电压；I?0i为线路i的对地零序电流，I?0f为故障点零序电流，I?M为故障出线零序电流；YN为中性点接地导纳（图1红色虚线框内）；GL、BL为消弧线圈零序等值电导和电（感）纳；Rn为中性点并联小电阻；S为并联小电阻投切开关，S断开时系统为系统正常运行阶段及故障第1、3阶段，S闭合时系统为故障第2阶段。
10 kV配电线路单相接地故障研究
10 kV配电线路单相接地故障研究作者：马云飞闫小鹏闫小飞来源：《科技资讯》2012年第32期摘要：我国中低压电网，中性点接地有非有效和有效接地两种，10 kV配电网的接地方式通常为中性点非有效接地方式，也称为小电流接地系统，因此，也是小电流故障。
电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题，在10 kV配电网系统中，发生率最高的故障就是小流故障，即单相接地故障。
所以，当系统出现此故障后，应该立即能够找出故障线路，确定故障点，从而设法消除故障，在进行必要的负荷转移后，将接地设备从系统中切除。
本论文重点研究配电网单相接地故障自动定位问题。
关键词：10 kV配电网单相接地故障自动定位中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0093-01人类已经步入21世纪，我们当前面临的最大挑战是如何实现经济和社会的可持续发展，而社会实现可持续发展的必要条件之一就是保证优质可靠的电力供应。
电力系统由发电、输电和配电三大部分组成。
配电系统作为电力系统直接面向终端用户的最后一个环节，它的完善性与广大用户的用电质量和可靠性有着密切的联系，因此配电网络在电力系统中占有重要的地位。
然而，随着电力系统规模的扩大，小电流接地系统的增多，因此，单相接地故障发生率的不断增加，且由于配电网本身结构的复杂性，使得单相接地故障的定位难度加大。
所以，对10 kV配电线路单相接地故障研究在保障电网可靠性方面有重要意义。
1 单相接地故障的危害及检测单相接地故障产生的原因及危害有：由于单相接地故障发生，接地电压升高，系统中的设备绝缘薄弱点则可能会击穿。
在绝缘击穿的初始阶段，由于故障点电流很小，故障点有可能在接地过零时自动熄弧。
熄弧后可能会产生间歇电弧，从而引起过电压，损坏设备，对系统造成严重的危害。
中压配电网中性点不接地方式是指系统中心点与地之间没有任何形式的连接，而实际系统的三相与大地之间存在着分布电容。
配网线路单相接地故障定位的应用
电力电气 I ELECTRIC POWER摘要：随着社会经济不断发展和人民生活水平的不断提高，对电力的需求也越来越多，用电量持续增加，致使配电网的愤线数 量持续增加，给配电网线路的接地故障定位和排查带来了难度，尤其是在应用广泛的单相故障定位中。
一旦出现故障定位不 准确，排查不及时的情况，不仅会给供电设备带来不可逆损害，而且会严重影响供电的质量，甚至威胁到整个供电局和公众 的生命财产安全。
文章进行配网线路单相接地故障定位的应用，为配电网的接地故障定位和运维检修提供参考。
关键词：配网：线路：单相接地：故障定位：应用I配网线路单相接地故障定位的应用■文/王富林韦美印谭斯发随着电力行业发展和用电量持续增 加，配电网系统复杂化程度越来越高，线路问题出现问题也越来越多。
作为最 常见的故障问题之一，单向接地故障直 接影响着配网线路的正常运行。
配网线 路一旦发生单相接地故障，将会导致配 网线路的停电事故，影响到整个电力系 统的平稳运行，对电力工作人员以及使 用人员造成伤亡事故。
所以，配电网的 单相接地故障给配电网线路及设备带来 危害的同时，严重威胁着人员的生命和 财产安全，成为目前困扰电力及配网管 理人员的重要难题之一。
在配网线路接地故障中，导致问题 出现的原因较多，不仅包括配网自身的 原因，而且还包括外部的影响因素，在 很大程度上导致配网单相接地故障的多 发。
要保证单相接地故障的快速定位和 排查，就需要加大对单相接地故障定位 的研究，并采取科学、合理的排查方法，保证能够在故障发生的第一时间定位地 点，快速解决故障问题。
1.配网线路单相接地故障的危害1.1烧毁变电设备如果配电网线路发生单相接地故障，将会导致电压互感器烧毁，尤其是 在长时间的超负荷运载的情况下，将会 给电压互感器造成严重影响。
同时，配 电网单相接地故障还会伴随谐振过电压现象，使得局部电压在短时间内快速增加，甚至超过输电线路承载阈值，存在瞬间烧毁电气设备的可能。
对配电网单相接地故障的技术研究
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
配电网单相接地故障继电保护原理与故障定位方法
基于零序电流的故障定位方法
零序电流法
通过检测配电网中的零序电流，可以确定故障位置。当配电网发生单相接地故障时，故障 相的电流会通过大地返回电源，形成零序电流。通过检测零序电流的幅值和方向，可以确 定故障位置。
零序电流法的优点
简单易行，不需要复杂的计算和分析。
零序电流法的缺点
对于多分支线路或复杂的配电网，零序电流的分布可能受到多种因素的影响，导致定位精 度下降。
危害
可能导致设备损坏、停电范围扩 大、触电危险等，甚至可能引发 火灾。
故障类型与特点
故障类型
包括金属性接地、非金属性接地（高 阻接地）、完全接地（电弧接地）等 。
故障特点
故障电流小，持续时间短，故障相电 压降低，非故障相电压升高。
故障定位的重要性
01
02
03
提高供电可靠性
快速定位故障点，减少停 电范围，提高供电可靠性 。
面临的挑战与对策建议
1 2 3
网络安全挑战
随着配电网的智能化发展，网络安全问题日益突 出，需要加强网络安全防护措施，确保配电网的 安全稳定运行。
技术标准与规范缺失
目前配电网继电保护和故障定位技术标准与规范 尚不完善，需要加强相关技术标准与规范的制定 和推广应用。
人才培养与队伍建设
随着配电网技术的不断发展，需要加强人才培养 和队伍建设，提高技术人员的专业水平和综合素 质。
配电网单相接地故障继电保 护原理与故障定位方法
汇报人：文小库 2023-12-21
目录
• 配电网单相接地故障概述 • 继电保护原理及配置 • 故障定位方法及技术 • 实际应用案例分析 • 未来发展趋势与挑战
01
配电网单相接地故障概述
配电网单相接地故障处理技术
外加信号法-3（强注入法）
注入变频信号法：
根据故障后位移电压大小不同，而选择向消弧线圈电压互 感器副边注入谐振频率恒流信号或是向故障相电压互感器 副边注入频率为70Hz恒流信号，然后监视各出线上注入信 号产生的零序电流功角、阻尼率的变化，比较各出线阻尼 率的大小得出选线判据。
这种方法在出线较短、零序电流较小时，相位判断 困难，另外受过渡电阻和不平衡电流的影响较大， 也不适用于消弧线圈接地的系统运行方式。
。
基于故障稳态信号的方法-3
谐波分量法：
故障电流中存在着谐波信号，以5次谐波分量为主。 由于消弧线圈是按照基波整定的，对5次谐波的补 偿作用可以忽略不计。
判据：故障线路的5次谐波零序电流比非故障线路 大并且方向相反。
配电网单相接地区域定位判据
有特征
测点 （入点）
有特征 测点
（出点）
测点 有特征 （出点）
配电网单相接地区域定位判据
有特征
测点 （入点）
无特征 测点
（出点）
测点 无特征 （出点）
配电网单相接地区域定位判据
特征：
参数辨识法：辨识出电容为负 相电流突变法：至少一相电流突变量与其他两项差异明显 首半波法：单相接地电流首半波极性相反 负序电流法：负序电流较大 零序导纳法：测量导纳为负 零序电流有功分量法：零序电流有功分量较大 谐波分量法：5次谐波较大且极性相反 工频零序电流比相法： 工频零序电流方向相反 工频零序电流比幅法： 工频零序电流幅值较大 中电阻并入法：工频零序电流幅值较大 残流增量法：工频零序电流幅值较大 “S注入法”： 特殊频率的奇异信号幅值较大
为了提高灵敏度，采用瞬时在消弧线圈上并联接地 电阻的作法加大故障电流有功分量，但会使接地电 流增大，加大对故障点绝缘的破坏。
配电网单相接地故障区段定位矩阵算法的研究_齐郑
第38卷第20期电力系统保护与控制Vol.38 No.20 2010年10月16日Power System Protection and Control Oct. 16, 2010 配电网单相接地故障区段定位矩阵算法的研究齐 郑1，高玉华2，杨以涵1（1.华北电力大学电气与电子工程学院，北京 102206; 2.廊坊供电公司， 河北 廊坊 065000）摘要：配电网由于分支多、接地电阻大，单相接地故障定位问题长期以来没有得到很好的解决。
提出了一种基于矩阵算法的配电网单相接地故障区段带电定位方法。
针对FTU（Feeder Terminal Unit）测量数据建立故障信息特征矩阵，对于中性点不接地系统，特征矩阵中的元素为FTU测量到的零序电流与零序电压的相位差；对于中性点经消弧线圈接地系统，利用残流增量原理，特征矩阵中的元素为FTU测量到的零序电流幅值变化量。
应用统一判据对特征矩阵进行分析，确定故障点所在的区段，同时分析了当故障信息不完整时的解决方法。
现场试验数据充分验证了该方法的正确性与可行性。
关键词：配电网；故障区段定位；故障信息特征矩阵；消弧线圈；残流增量；单相接地；在线定位Research on matrix-based algorithm for single-phase-to-earth fault section location in distribution gridQI Zheng1，GAO Yu-hua2，YANG Yi-han1（1.School of Electric and Electronic Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China;ngfang Power Supply Company, Langfang 065000, China)Abstract：Due to the large amount of branches and high grounding resistance of distribution grid the grounding fault location has not，been solved effectively．The matrix-based live location method is proposed for single-phase-to-earth fault section in distribution grid Fault message character matrix is designed． according to the data measured by FTU For neutral point insulation system the．，element of character matrix is the phase difference between zero-sequence voltage and zero-sequence current measured by FTU For．neutral point grounded by arc-suppression coil system the element of character matrix is the variant of zero，-sequence-current measured by FTU using the theory of remnant current increment Through analysis．of character matrix using united criterion fault，section is determined and the solution is analyzed when fault information is not completed The correctness and feasibility of this．technology has been fully approved by site experiments．Key words：distribution grid；fault section location；fault information character matrix；arc-suppression coil；remnant current increment；single-phase ground；on-line locating中图分类号： TM71 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2010)20-0159-050 引言我国配电网的特点是分支多、覆盖区段广、接地电阻大，而且多数采用中性点非有效接地方式，单相接地故障定位问题长期以来困扰供电部门，没有得到很好解决。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
配电网单相接地故障定位技术研究
摘要：鉴于配电网单相接地故障问题，本文介绍了故障定位的技术方法，并且
说明了方法的优势与不足，还分析了故障定位具体应用，为进一步故障定位研究
奠定基础。
关键词：配电网；单相接地故障；定位；定位方法
1.引言
在复杂的电力系统中，配电网主要是进行电能量的分配任务。
经过调查发现
目前90%以上的电力系统事故或者故障都是配电网引起的。
配电网的安全运行不
仅关系到整个电力系统的安全运行，还影响用户的电力使用甚至是生命安全。
在
配电故障中，故障率比较高的是单相接地故障。
如何实现单相接地故障的定位是
配电网安全运行的关键，近年来人们对电力的研究越来越多，在故障定位方面的
技术方法和应用越来越广，为我国电力系统安全有效运行奠定了基础。
2.配电网单相接地故障
2.1配电网
在我国由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器以及一些辅助设施组成的配电网，在电力系统中起到分配电能的作用。
在复杂的配电网中，配电网的特点比较
显著。
首先作为网络，配电网一般是树状网，它的电压等级低，输电量小，因此
单相接地故障定位比较复杂；其次是配电网络中三相电压和电流不平衡，节点负
荷不平衡；然后由于电力设备主要应用在城市电网中，因此农村电缆和架空线主
要呈现的是混合线路模式，农村设施设备不仅落后而且设备新旧水平不一致，因
此为单相故障定位带来了困难；另外配电网中电线线路比较短，因此这就需要在
故障定位中进行精确定位。
然而目前我国电网主要主要采取的是中性点不接地的
接线方式，一旦发生故障，电线还可以带电运行一段时间，当出现瞬间故障的时候，接地点电弧会自行销毁，线路会绝缘，因此不用断开线路就可以正常运行。
2.2单相接地故障
单相接地是小电流接地系统单相接地，这类电流主要是10kv（35kv）。
单相
接地故障是配电系统常见的故障，主要发生在潮湿的环境中。
一般农村发生单相
接地故障比较多，主要原因有段落的导线落地；导线与建筑物距离太近，风偏过大；变压器的高压导致下线断线；绝缘子击穿；雷击导电线；树木通道不畅通导
致导线接触树木；动物破坏等。
这种故障不仅影响用电，而且可能造成过电压、
烧坏设备、甚至是短路造成的事故。
主要危害有对变电站设备、配电设备、配电
电网的危害等；对人和牲畜的生面安全的危害；影响供电量，造成居民生活不便
和经济效益下滑等；这种故障如果不及时排除会大量损害导线。
因此为了避免单
相接地故障的危害，许多学者和专家进行了大量研究，找到了故障定位的许多方法，除此之外，国家和相关电力部门还需要在电力设备和维护进行一定的投资和
运营，最终实现电力系统的正常运行。
3.故障定位方法
目前成熟的且广泛应用的故障定位方法主要有行波法、阻抗法、信号注入法、矩阵法、神经网络法、遗传算法等。
另外专家系统、粒子群算法、仿电磁学算法
等都已经应用到配电网单相接地故障定位中。
3.1行波法
单相接故障一般会产生线路两端传播的的行波信号，基于行波传输理论，线
路测量端会收集到行波信号，因此实现短路故障测距，从而实现故障定位，这种
行波一般分为A、B、C型。
使故障点发出行波信号，测量点到故障点往返一次的时间以及行波波速计算故障发生位置，这是A型行波法；根据故障点发出的行波信号，计算行波到线路两端的时刻，另外还需要通讯联系方法实现故障确定，这是B型行波法；当故障发生时，装置发出高压或者是高频次的信号，根据这些信号极端故障点发射信号的往返时间从而实现故障定位，这是C型行波法。
但是这三类行波法又具有不同的优缺点。
由于配电网的复杂性，从而很难分辨反射波，然而A型行波主要适用于输电线路测距，因此在本身具有复杂结构的配电网系统中难以运行；双端行波的B类行波法，因为不容易受到故障点透射波的影响但是需要线路两端都要装通信设备，因此不具备这个条件的配电网很难使用这种方法实现定位；然而C型行波是单端行波法，是在离线的状态下监测信号进行故障定位，这种方法比较可行。
3.2阻抗法
阻抗法也是利用故障测距原理，首先假设输电线路是均匀分布，不同故障类型下故障回路阻抗与测量点到故障点的距离是呈正比的，应用这一原理计算测量点的阻抗，用测量到的电抗值除以线路单位阻抗从而可以得到测量点到故障点的距离。
然而由于阻抗法的在一些方面的局限性，因而常常作为辅助测距方法，主要结合S信号注入法或者是行波法计算故障距离，实现故障定位。
它的局限性是在测量过程中受过渡电阻影响大，为了减少影响必须引入对端系统的阻抗，但是阻抗法存在双端系统阻抗不对称，由于不能实现二者的平衡，因而阻抗法在实际应用中只能作为辅助方法。
3.3信号注入法
信号注入法主要分为S信号注入法和脉冲信号注入法以及端口故障诊断法和传递函数法等。
S信号注入法的应用原理是利用S信号电流，通过母线TV向接地线的接地相注入信号，然后使用电流探测器监测和查找故障点，其中信号频次一般处于n次谐波与n+1次谐波之间，以及220赫兹。
这种信号注入法在接地过渡电阻较小情况下，定位精度比较高。
但是缺点是注入信号的能量是有限的，并且导线分布电容会很大程度地影响S信号的注入。
由于我国配电网主要是中性点不接地系统，一旦受到外界干扰会产生铁磁谐震，形成过电压和过电流，因而降低测距精度。
与S信号注入法不同，脉冲信号注入法主要是向故障相注入高压脉冲，然后使用信号监测器监测脉冲信号，当监测到脉冲信号时，那么故障点是在下面，如果没有监测到，那么故障一般发生在上面，用这种方法确定故障分支和不故障分支。
在注入高压脉冲的时候，电压一般是15kv，周期是6秒，监测过程中操作人员必须进行登杆监测，绝缘杆一般是2米。
3.4其他方法
应用到配电网单相接地故障定位的研究方法比较多比如矩阵算法、神经网络算法、遗传算法、专家系统、贝叶斯概率以及Petri网模型，这些方法应用领域比较广泛，方法比较成熟。
4.配电网故障定位方法应用
4.1多端行波故障定位
在行波定位方法中有单端定位和双端定位，基于B型行波和配电网树形结构学者提出了一种多端行波定位方法[2]。
该方法的原理是当产生接地故障时故障处会发出行波信号，第一波的波头到达配电网线路末端的时间进行故障定位，其核心是在行波传播过程中，每个变压器端传回的数据，根据拓扑结构进行运算，实
现定位故障点，然后使用仿真软件进行该方案的模拟，结果表明多端行波定位方
法利用故障初期的暂态行波信号并且故障发展情况对暂态信号影响较小，因而多
端行波定位可以快速定位大故障。
4.2无线通信配电网故障定位
为了解决小电流配电我网接地系统中单相接地故障问题，相关学者研究了一
套基于无线电通讯的故障定位系统[3]。
这个系统主要分为线路测量和监控两个部分。
这个系统不仅适用于多种故障的定位，还可以实现同步采集、无线通讯、状
态监测和数据存储等。
它的故障定位思想是先定段后定位，在系统研究过程中使
用了PSCAD仿真软件和实验进行了系统的有效性验证。
5.结论
配电网单相接地故障定位技术已经得到广泛研究，许多技术方法也比较成熟。
但是配电网本身结构就比较复杂，分支和节点比较多，故障类型也比较多，自动
化程度不高，这些都为故障的精确定位带来困难，因此在以后的研究中需要着手
这一方面，并且更加注重技术方法的具体应用，找到各种方法的不足与优势，为
进一步研究奠定基础。
参考文献
[1]尹慧阳,舒恋. 配电网单相接地故障定位综述[J]. 陕西电力,2012,10:35-39.
[2]贾惠彬,赵海锋,方强华,刘涛,戚宇林. 基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法[J]. 电力系统自动化,2012,02:96-100.
[3]王晨,吴俊勇,图尔荪•依明,陈占锋,. 基于无线通信的配电网单相接地故障定
位系统及其动模实验[J]. 电网技术,2014,08:2280-2285.。