基于負序電壓的配電網(wǎng)故障定位方法

摘要：結合我國配電網(wǎng)的實(shí)際情況，文章提出一種能夠確定配電網(wǎng)故障點(diǎn)確切位置的實(shí)用方法，此方法通過(guò)比較各節點(diǎn)負序電壓確定故障區段，并將故障區段始端負序電壓與本線(xiàn)路始端和末端短路時(shí)的故障負序電壓進(jìn)行運算得出故障點(diǎn)距離。此方法適用于配電網(wǎng)的各種短路故障的定位，并可應用于故障的自動(dòng)在線(xiàn)檢測。
關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；故障定位；相間短路；負序電壓

0 引言
提高供電可靠性是供電企業(yè)一項基本任務(wù)，也是一項常規任務(wù)。供電可靠性不僅涉及到供電企業(yè)本身的經(jīng)濟效益，更涉及到用戶(hù)的經(jīng)濟利益。隨著(zhù)電力市場(chǎng)化程度和人民生活水平的提高，供電可靠性越來(lái)越受到人們的關(guān)注。據統計，電力用戶(hù)遭受的停電事故95％以上是由配電網(wǎng)引起的(扣除發(fā)電不足因素)，其中大部分是故障原因。我國配電網(wǎng)停電的主要原因有限電(電源不足或線(xiàn)路過(guò)負荷)、計劃檢修、事故檢修、市政建設等。隨著(zhù)電力供需關(guān)系的緩和以及城網(wǎng)改造和建設的深入，備用容量和線(xiàn)路增多，限電和計劃檢修造成的停電時(shí)間都大幅度減少，故障檢修停電逐步成為影響供電可靠性的主要因素。當前的城網(wǎng)改造采用了線(xiàn)路自動(dòng)分段器，當發(fā)生永久性故障時(shí)可以隔離出故障線(xiàn)路區段，減少停電范圍，但檢修時(shí)還是要根據經(jīng)驗判斷故障點(diǎn)的準確位置。在故障段內有很多分支和配電變壓器，要查找故障點(diǎn)位置需要較長(cháng)時(shí)間。配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)有很大的不同，很多輸電網(wǎng)成熟的技術(shù)并不適用于配電線(xiàn)路。
目前針對配電線(xiàn)路的實(shí)用故障診斷方法仍很匱乏。故障距離的計算一般是根據短路的特點(diǎn)及邊界條件，利用首端開(kāi)關(guān)采集到的三相電流、三相電壓及線(xiàn)路參數來(lái)計算故障點(diǎn)到首端開(kāi)關(guān)的距離。由于配電線(xiàn)路較短，線(xiàn)路阻抗較小，阻抗計算誤差較大。本文結合我國配電網(wǎng)的實(shí)際情況，采用比較各節點(diǎn)電壓確定故障區段，然后將故障區段始端故障電壓與本線(xiàn)路末端短路時(shí)的故障電壓對比，從而能夠找出故障點(diǎn)的確切位置。

1 相間短路故障定位原理
以BC相問(wèn)短路為例，如圖1。

首先對各個(gè)節點(diǎn)相間電壓進(jìn)行排序，最終確定負序電壓BC相間電壓最高點(diǎn)m，即
max(Ul2)=Ui2≠0 (1)
而m點(diǎn)之后的某節點(diǎn)n，BC相間電壓為零，
即Uj≠0
其中，Ul為第1節點(diǎn)相間電壓；
那么可以確定，此時(shí)相問(wèn)短路故障發(fā)生在支路ij上。然后確定短路點(diǎn)距離f節點(diǎn)的距離。由于配電線(xiàn)路長(cháng)度較短，所以配電線(xiàn)路的阻抗相對較小，分段器之間負荷分支又很多，很難做到精確的定位，本文提出一種負序電壓比對的方法，避免了上述問(wèn)題，取得相當不錯的效果，能夠給出較為準確的距離定位。

首先進(jìn)行離線(xiàn)的短路計算，計算出各節點(diǎn)短路時(shí)，其本身和上游節點(diǎn)的短路負序電壓。
考慮到10kV線(xiàn)路節點(diǎn)之間的長(cháng)度較短，計算中采用的是進(jìn)一步簡(jiǎn)化了的：II型電路，即忽略了對地導納，只計及導線(xiàn)的阻抗。