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配电网单相接地故障检测仪:新型高精度配网单相接地故障检测与定位系统

文章出处:未知 人气:发表时间:2021-03-01 16:12
为解决配网小电流接地故障定位困难的问题,云南电网公司电力科学研究院、西安交通大学电气学院的研究人员刘红文、郭辉、王科、徐雨、于钦学,在2020年第1期《电气技术》杂志上撰文,设计研发了一套高精度配网单相接地故障检测与定位系统。
 
 
架空线是我国中压配电网的主要形式,其接地故障数量、形式繁多,其中单相接地故障是主要的故障形式,据统计单相接地故障占架空中压配电网故障总数的比例在80%以上。现有的故障测距方法研究主要集中在注入法测距、基于故障稳态量测距和基于故障暂态量测距,其中故障稳态量测距的方法在小电流接地系统中基本失效。
 
我国现有的配电网自动化系统受制于技术原因,小电流接地故障检测与定位功能基本没有相关报道,个别系统虽具有检测定位功能但实用效果很差,以至于传统的人工巡线法仍是目前确定故障点广泛采用的方法,不仅耗费大量的人力物力,造成用户短时停电,给用户造成较大的经济损失,而且使得配电网自动化系统在提高供电可靠性上的作用大打折扣。有学者提出针对小电流接地系统建立接地故障数据库一定程度上解决了故障检测困难的问题,但数据库的复杂程度也增加了开发工作量。
 
为解决配电网单相接地故障难以进行快速诊断并准确定位的难题,云南电网公司电力科学研究院、西安交通大学电气学院的研究人员,研制了一套高精度配网单相接地故障检测与定位系统,近年来在输电网获得成功应用并在配电网集中大量研究工作的行波法进行测距。
 
图3 单相接地故障检测与定位系统构架
该系统具备配网故障信息采集、配网故障信息分析与诊断、上下级数据传输通信和自主供电等功能,实现了对故障的快速检测和准确定位,提高了中压配电网的自动化水平。
 
系统进行故障检测与定位的原理为通过凯伦贝尔相模变换得到零模电压,用零模电压判断是否发生故障,并选用B型行波法对故障进行测距。系统首先采用电容分压器提取故障暂态电压信号,经数字信号处理器对数据进行简单分析处理后通过物联网通信模块将故障信息汇总到上位机,上位机分析比较各个检测装置上传的数据,实现故障选线定位。同时通过纳秒级授时模块对系统同步授时,提高线路监测装置对行波到达时间的测量精度至纳秒级,从而提高行波测距精度。
 
图12 系统组装机箱图
图13 单相接地故障定位全线检测方法
本系统具有以下创新性特点:
 
1)将物联网通信应用在配电线路数据传输模块中,解决了故障数据远距离和大批量无线传输问题。
2)解决了现有行波定位方法中定位精度不高和系统同步授时难度大的问题,纳秒级授时模块为系统建立了高精度和统一的时间尺度。
3)电源管理模块为系统提供了能够在户外长期工作且稳定可靠的供电电源,为解决输电线路高压侧在线检测系统的供电问题提供了可行方案。
以上研究成果已发表在2020年第1期《电气技术》杂志,论文标题为“高精度配网单相接地故障检测与定位系统研发”,作者为刘红文、郭辉、王科、徐雨、于钦学。

关键词:架空线路单相接地故障定位仪配电网单相接地故障检测仪小电流接地故障检测仪、输电线路在线监测装置、武汉雷科电力有限公司

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