配电网单相接地故障定位技术的应用

林俊融

（广东电网有限责任公司惠州供电局，广东 惠州 516000）

我国大部分中低压配电网工程建设，都是采用小电流接地方式。然而，小电流接地系统在运行过程中，一旦产生单相永久接地问题，将会使配电网系统发生故障。因此，合理应用单相接地故障定位技术，不仅能够促进电网设备安全运行，提高供电企业经济效益，同时还能减轻工作人员劳动强度[1]。

1 配电网单相接地故障造成的危害

降低配电网供电安全性。配电网如果发生单相接地故障，人员须排查故障点，并开展修复工作。在此过程中，配电网无法为用户提供供电服务。

减少配电网供电量。一旦配电网产生单相接地故障，须第一时间停运故障路线，同时深入排查故障引发原因并进行修复。由于这一过程操作复杂，消耗时间较长，导致故障范围内的配电网系统无法正常供电，从而降低供电量，不仅影响用户正常用电，还会给供电企业造成一定经济损失。

2 配电网单相接地故障定位技术的应用

2.1 阻抗法

阻抗法是配电网单相接地故障定位的常见方法之一，其原理如下：将配电网线路看做均匀传输线路，那么接地故障回路阻抗和电抗会和故障点到测量点的距离形成正比。通过计算配电网在产生单相接地故障时的测量点电阻或电抗，并将得出的结果除以配电线路的阻抗或电抗，结果是测量点与故障点之间的距离。在应用阻抗法处理配电网单相接地故障时，一些学者和专家深入研究了最小二乘法故测量阻抗参数方法，研究表明，这种方法能有效解决阻抗参数距离保护不精确这一问题。而采用故障分量分流阻抗法，能够有效提高单相接地故障测距准确性。但是这种方法在实际应用中也存在一定缺陷，即容易受到配电网路径抗组、电源参数等方面的影响，导致故障定位时产生伪故障点。

2.2 行波法

行波法是建立在行波理论基础上发展而来的。在配电网运行过程中，一旦线路受各种因素影响发生扰动，那么产生的电气量会通过行波传入配电网系统其他部分。因此，在配电网产生单相接地故障问题时，可以通过行波信号测量故障距离。其原理主要是通过计算故障产生行波在母线和故障点之间来回时间，最后得出故障距离。可以将行波法分为三种，具体如下：第一，准确测量行波从测量点到故障点的往返时间，从而确定故障点位置。第二，通过故障行波传播到线路两端时间和通信方式，对故障点进行确定。第三，在以上两种方法不适用的情况下，结合装置发射的脉冲信号在装置和故障点之间的往返时间，确定故障位置。由于我国大部分中低压配电网工程建设，都是采用小电流接地方式。所以故障点行波相对较弱，需要通过注入行波方式解决这一问题[4]。然而，由于配电网结构较为复杂，所以检测难度较大。

2.3 “S”信号注入法

这种方法的应用原理是，采用母线TV 将信号电流注到入故障相中，保证信号频率在n次谐波和n+1次谐波范围内。在此基础上，采用电流信号探测器对配电网线路进行排查，从而找到故障点。这种方式相对于以上两种方式而言，操作简便、技术先进，并且在应用过程中使用的设备较少，能够在一定程度上减少成本支出，并且不会受到消弧线圈的干扰。若配电网中没有安装零序互感器也能够采用这种方式对接地故障进行定位[5]。然而，这种方法在实际应用过程中也存在一定局限性，即在谐波作用下，配电线路上电容的容抗会不断缩小，导致注入的信号电流产生分流现象，影响定位准确性。

2.4 交直流注入法

采用这种方式对接地故障进行定位时，注入的信号容易受到配电网线路分布形式以及过渡电阻的影响。并且注入信号频率与故障定位准确性成反比，这种方法对电阻长度积作出了定义，并将其作为交流、直流方法选择的主要依据。电阻长度积是配电网过渡电阻和线路的长度乘积。如果电阻长度积较小，可以注入60 Hz 交流信号，如果较大，要结合实际情况进行分析，确定注入的交流信号[6]。