基于改進(jìn)的S注入法的新型樹狀配電網(wǎng)故障檢測裝置.pdf

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1、第30卷第l0期繼電器Voi.30o.l02002年l0月l5日RELYOct.l5，20025l"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""基于改進(jìn)的注入法的新型樹狀配電網(wǎng)故障檢測裝置l22ll馬佳，余文輝，車偉揚(yáng)，徐墾，程時(shí)杰（l.華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，湖北武漢430074；2.廣東省高州供電局，廣東高州525200）摘要：介紹一種基于注入法原理進(jìn)行低壓樹狀配電網(wǎng)接地故障定位的新裝置。裝置由恒流信號(hào)電源和信號(hào)檢測

2、裝置兩部分組成。在恒流信號(hào)電源部分控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用了閉環(huán)PID直流反饋控制和引入了非線性環(huán)節(jié)，因此能在負(fù)載大范圍波動(dòng)的情況下保持注入電流頻率恒定和幅值恒定，可靠性高。信號(hào)檢測部分采用了編碼、高階濾波等技術(shù)。該裝置工作可靠、靈敏度高、抗干擾性強(qiáng)、攜帶方便且操作容易，能廣泛適用于復(fù)雜樹狀配電網(wǎng)的故障檢測。關(guān)鍵詞：樹狀配電網(wǎng)；注入法；故障定位中圖分類號(hào)：TM72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：l003-489（72002）l0-005l-04l前言2注入法原理在我國，6~35kV配電網(wǎng)大都采用小電流接地注入法的原理如圖

3、l所示。正常運(yùn)行時(shí)，!系統(tǒng)方式運(yùn)行，即變壓器中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)方!!!相。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)（以相短式運(yùn)行。在這種小電流接地的配電網(wǎng)中，特別是在路為例），!0V，!!!0V。根據(jù)相電壓分支繁多、接線復(fù)雜的樹狀配電網(wǎng)中，單相接地是發(fā)的變化判斷出故障相為相，并向相線路注入信生率較高的一種故障。發(fā)生單相接地故障后，由于號(hào)電流。此電流僅沿相線路流動(dòng)并經(jīng)接地點(diǎn)"故障電流小于負(fù)荷電流，三相線電壓仍保持對(duì)稱關(guān)入地，并在接地支路沿線產(chǎn)生特定頻率的交變電磁系，非故障相對(duì)負(fù)荷的供電沒有影響，系統(tǒng)能夠繼續(xù)場。因此，可通過檢測跟蹤

4、此交變電磁場來確定接運(yùn)行。但是單相接地故障卻可能引發(fā)更為嚴(yán)重的兩地故障點(diǎn)"。注入法尤其適合在復(fù)雜樹狀配電網(wǎng)相接地短路故障或三相接地短路故障，威脅到供電的故障定位中使用。圖2所示復(fù)雜樹狀配電網(wǎng)，當(dāng)?shù)陌踩院涂煽啃?，?yīng)予迅速查找并排除。在分支二處發(fā)生短路故障時(shí)，由于注入信號(hào)僅在分迅速準(zhǔn)確地查找出故障接地點(diǎn)是電力工作者多支2上流過，因此，只要在分支附近對(duì)注入信號(hào)跟蹤年來一直追求的目標(biāo)。傳統(tǒng)的人工巡線目測法費(fèi)時(shí)并輔以方向選擇，即可判斷出接地線路。耗力。30年代德國人提出用零序電流作為單相接地選線定位判據(jù)，但它僅適合

5、電纜出線裝有零序電流互感器和架空出線裝有三相電流互感器的情況。80年代前期蘇聯(lián)提出向線路注入正弦信號(hào)，尋找諧振頻率，計(jì)算線路感抗進(jìn)行故障定位的方法，但其定圖l注入法原理位易受分布電容的影響。文獻(xiàn)［l~2］提出了一種用Fig.linjectionmethod軟件算法實(shí)現(xiàn)樹狀配電網(wǎng)短路識(shí)別和定位的方法，然而，由于其數(shù)據(jù)采集復(fù)雜、對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適應(yīng)性不強(qiáng)，距實(shí)際應(yīng)用仍有一定距離。文獻(xiàn)［3~4］提出了注入法，通過向接地故障相注入信號(hào)電流，并檢圖2復(fù)雜樹狀配電網(wǎng)故障定位圖測跟蹤該信號(hào)電流的回路來實(shí)現(xiàn)故障定位。本文研F

6、ig.2Fauitiocaiizationofcompiextreeformdistributionnetworks制出了一種基于改進(jìn)的注入法的線路接地故障檢在注入法的基礎(chǔ)上，本文提出了一種改進(jìn)的測裝置，它能夠有效地解決小電流接地系統(tǒng)中的單注入法，對(duì)原注入法的注入信號(hào)和檢測裝置進(jìn)相接地故障定位問題，使故障定位的精度和可靠性行了改進(jìn)。實(shí)踐證明根據(jù)改進(jìn)的注入法實(shí)現(xiàn)的新都得到了大大的提高。型樹狀配電網(wǎng)故障定位裝置接線簡單，效率高，且由52繼電器!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

7、!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!于其定位裝置具有方向選擇性，故能夠有效地解決4恒流信號(hào)源設(shè)計(jì)復(fù)雜多分支線樹狀配電網(wǎng)的故障定位問題。為防止配電網(wǎng)中工頻電流及諧波電流的干擾，3故障檢測裝置構(gòu)成對(duì)恒流信號(hào)電源的頻率穩(wěn)定性要求很高。因此信號(hào)基于改進(jìn)的S注入法的樹狀配電網(wǎng)故障檢測裝電源采用了高精度的正弦波發(fā)生器及其外圍接口電置由恒頻恒流信號(hào)電源和信號(hào)檢測裝置兩部分組成。路，該電路對(duì)于輸出頻率能夠精確調(diào)節(jié)，保證了恒定信號(hào)電源的功能是產(chǎn)生并發(fā)送恒定頻率和幅值的注頻率的正弦信號(hào)波形輸出。入信號(hào)電流S

8、。如圖3示，高精度正弦信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)小電流接地系統(tǒng)接地故障中過渡電阻阻值變化生的正弦信號(hào)，經(jīng)編碼、功率放大、升壓后送入電網(wǎng)。范圍很大，信號(hào)源必須在電源的負(fù)載能力范圍內(nèi)保電源裝置中的閉環(huán)直流PID控制器能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷劇烈持輸出電流幅值不受故障過渡電阻的影響。利用變動(dòng)情況下注入信號(hào)電流恒頻恒流的功能。Matlab中的仿真工具Simulink對(duì)恒流信號(hào)電源的控制器進(jìn)行了仿真分析與參數(shù)整定?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。TA采