配網(wǎng)自動(dòng)化中的單相接地故障識(shí)別方法

曾廣輝

摘 要：隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展也極為迅速，同時(shí)，人們對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行安全性、可靠性也提出了更高的要求，尤其是單相接地故障的識(shí)別和處理，是當(dāng)前電力行業(yè)必須重視的工作，這樣才能避免或降低單相接地故障的發(fā)生，確保人們用電的安全，促進(jìn)電力行業(yè)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；單相接地；故障識(shí)別

前言

作者在對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，由于受到自身結(jié)構(gòu)以及外部因素的影響，使得配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生單相接地故障，不僅影響到配網(wǎng)以及電力設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)绊懙饺藗冇秒姷陌踩浴⒖煽啃裕獜氐赘芜@些故障隱患，則需要對(duì)單相接地故障進(jìn)行識(shí)別，并對(duì)其故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，再根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)其采取有效的解決措施，才能取保配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化中單相接地故障帶來的危害

在電力行業(yè)飛速發(fā)展之下，配網(wǎng)的運(yùn)行也逐漸向著自動(dòng)化的方向發(fā)展，有效地提升配網(wǎng)的運(yùn)行水平，對(duì)促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展有著極大地作用，更是未來電力行業(yè)必然的發(fā)展方向，例如，以下是某城市電力企業(yè)的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（如圖1所示）。然而，從實(shí)際的調(diào)查中卻發(fā)現(xiàn)，配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)單相接地的故障，所帶來的危害性極大，以下主要對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化中的單相接地故障所帶來的危害進(jìn)行分析。

1.1 容易引發(fā)電力設(shè)備的損壞

單相接地故障在發(fā)生的情況下，將會(huì)使配網(wǎng)內(nèi)的電壓超出額定電壓的范圍，這時(shí)，將會(huì)影響到電力設(shè)備的安全運(yùn)行，如電壓、電流超出電力設(shè)備的額定電壓、電流等，造成電力設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，給配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行帶來極大的安全隱患[1]。另外，電力設(shè)備作為配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的核心，在電力設(shè)備發(fā)生故障的情況下，也將會(huì)給附近的居民用電安全構(gòu)成一定的威脅。

1.2 造成區(qū)域停電

在電力行業(yè)飛速發(fā)展的過程中，配網(wǎng)系統(tǒng)也逐漸地向著自動(dòng)化的方向發(fā)展。然而，從當(dāng)前配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的情況來分析，經(jīng)常會(huì)發(fā)生單相接地的故障，影響到配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)整體運(yùn)行的安全性、可靠性，甚至?xí)鸫竺娣e停電問題，影響到居民用電的穩(wěn)定性。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化中的單相接地故障識(shí)別方法分析

2.1 縱向識(shí)別方法

通過以上的分析了解到，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)單相接地故障的發(fā)生，將會(huì)給配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的安全性、可靠性構(gòu)成極大地威脅，甚至?xí)l(fā)生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，在單相接地故障發(fā)生的情況下，必須準(zhǔn)確定位引發(fā)單相接地故障的原因，這樣才便于有針對(duì)性的對(duì)單相接地故障進(jìn)行有效的解決[2]。要保證配網(wǎng)自動(dòng)化單相接地故障定位的準(zhǔn)確性，則必須有著有效的故障識(shí)別方法，才能達(dá)到其目的，縱向識(shí)別法是當(dāng)前配網(wǎng)自動(dòng)化中單相接地故障識(shí)別的主要方法之一，而且，通過大量的實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該種識(shí)別方法被廣泛地應(yīng)用到配網(wǎng)自動(dòng)化單相接地故障識(shí)別的工作中，主要識(shí)別的步驟如下：

（1）將零序電壓越限啟動(dòng)，一旦在故障發(fā)生的情況下，將會(huì)導(dǎo)致母線段的零序電壓上升超過定值，再啟動(dòng)各個(gè)饋線上的FTU獨(dú)立提取故障特征值，也就是負(fù)序電流突變量[3]。（2）應(yīng)對(duì)封裝在饋線內(nèi)的縱向故障特征進(jìn)行有效的識(shí)別，并利用各條饋線上相鄰的FTU進(jìn)行相互的通訊，并且，在此過程中，可以實(shí)現(xiàn)相互之間故障特征值的比較，并連接故障區(qū)段的兩個(gè)FTU應(yīng)具有較大的負(fù)序電流突變量差值，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)的對(duì)比分析來識(shí)別配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中所發(fā)生的故障區(qū)域、線路等，而且，將判別的結(jié)果直接送到子站，再由子站進(jìn)行故障識(shí)別，從而保證故障識(shí)別的全面性、可靠性。（3）在對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化單相接地故障的識(shí)別中，還應(yīng)注重對(duì)主站地區(qū)的接地故障之別，在對(duì)主站接地故障識(shí)別的過程中，主要通過警告音、圖形等方式對(duì)主站的接地故障進(jìn)行有效的識(shí)別，同時(shí)應(yīng)通知運(yùn)行人員對(duì)故障進(jìn)行有效的處理，可見，可靠的故障識(shí)別方法對(duì)故障隱患的解除非常關(guān)鍵。

此外，從對(duì)縱向識(shí)別法的應(yīng)用情況來看，縱向識(shí)別法與橫向識(shí)別法極為相似，尤其是在識(shí)別的靈敏度上大致相同，縱向識(shí)別法主要是在相鄰的FTU之間交互信息，并對(duì)其進(jìn)行綜合比較，當(dāng)然，在此過程中，應(yīng)保證饋線的信息要做到可靠、簡(jiǎn)潔，這樣才能有效地規(guī)避單相接地故障的再次發(fā)生，從而有效地提升配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的安全性、可靠性。

縱向識(shí)別法在使用的過程中還具有一定的優(yōu)點(diǎn)，如，在功能分布中以饋線為獨(dú)立的識(shí)別集成，并在一條饋線內(nèi)判別是否在某個(gè)區(qū)段內(nèi)有接地故障發(fā)生，在這種情況下可以直接判別出單相接地故障所發(fā)生的區(qū)域，這對(duì)于配網(wǎng)自動(dòng)化分期分批地建設(shè)規(guī)劃有著非常重要的作用，因此，在未來的發(fā)展中，相關(guān)部門必須重視起配網(wǎng)自動(dòng)化中的單相接地故障的識(shí)別方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化中的單相接地故障以及隱患等，從而保證配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。

2.2 配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行監(jiān)測(cè)定位故障識(shí)別法

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，針對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化中的單相接地識(shí)別方法也應(yīng)進(jìn)行不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，充分運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化單相接地故障進(jìn)行識(shí)別，如檢測(cè)設(shè)備的安裝和使用，通過對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，再對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以此來分析配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中是否存在故障問題，并對(duì)故障進(jìn)行定位，定位準(zhǔn)確性高、操作簡(jiǎn)單、具有較高的實(shí)用性，而且，針對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的接地故障識(shí)別的監(jiān)測(cè)設(shè)備有多種類型，如接地故障探測(cè)儀、接地故障指示器、光纖傳感器等。

2.2.1 接地故障探測(cè)儀。接地故障探測(cè)儀被廣泛應(yīng)用于配網(wǎng)自動(dòng)化單相接地故障識(shí)別工作中，而且，與其他單相接地故障識(shí)別設(shè)備不同的是，該設(shè)備在識(shí)別單相接地故障時(shí)，可以對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位[4]。一般情況下，接地故障探測(cè)儀主要是對(duì)配電網(wǎng)諧波電壓、電流相位進(jìn)行比較，并檢測(cè)零序電流的流向，從而對(duì)接地故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，有效地提升配網(wǎng)自動(dòng)化中單相接地故障識(shí)別的準(zhǔn)確性。

通過大量的實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在使用接地故障探測(cè)儀的過程中，需要人工進(jìn)行巡線，巡線的工作量較大，并會(huì)浪費(fèi)大量的工作時(shí)間，與理想中所要達(dá)到的快速故障定位要求還有著一定的差距，因此，在未來科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展之下，應(yīng)不斷地對(duì)接地故障探測(cè)儀進(jìn)行改進(jìn)和完善，并向著智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，這樣才能有效地提升接地故障探測(cè)儀的應(yīng)用效果，從而有效地提高配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。

2.2.2 接地故障指示器。接地故障指示器與接地故障探測(cè)儀雖然都用來進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化單相接地故障的識(shí)別，但兩者之間卻有著很大差異，簡(jiǎn)單的來說，接地故障探測(cè)儀不僅可以診斷出配網(wǎng)自動(dòng)化中單相接地的故障，同時(shí)，可以對(duì)單相接地故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位[5]。而接地故障指示器雖然能夠檢測(cè)出單相接地的故障，但是卻不能有效地對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，這也是兩者之間的主要差別[6]。接地故障指示器在運(yùn)行的過程中，主要是根據(jù)故障的信號(hào)判斷是否發(fā)生故障，不能準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)的位置，這樣極有可能出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)的問題，極易受到干擾，因此，在采用接地故障指示器對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化中單相故障識(shí)別的過程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際的情況進(jìn)行，合理運(yùn)用該設(shè)備，并適當(dāng)?shù)嘏c其他故障識(shí)別方法結(jié)合，彌補(bǔ)相互的缺點(diǎn)，從而保證配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生單相接地故障，其影響極為嚴(yán)重，為了規(guī)避單相接地故障的危害，則需要采取有效的單相接地故障識(shí)別方法，確定引發(fā)單相接地故障的原因，并對(duì)其展開針對(duì)性的規(guī)避，及時(shí)消除配網(wǎng)自動(dòng)化單相接地故障隱患。另外，結(jié)合以上的分析我們了解到，采用合理的單相接地故障識(shí)別方法，可以及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，確保單相接地故障維修、搶修工作順利進(jìn)行，進(jìn)一步提高配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，希望通過本分的分析，能夠?yàn)榕渚W(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供一定的幫助。

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