基于脉冲信号注入法的配电网单相接地故障定位的研究

收稿日期 5作者简介赵锦莹 3 － , 女 , 华北电力大学电气 与电子工程学院电子与通信工程系硕士研究生基 于 脉 冲 信 号 注 入 法 的 配 电 网 单 相 接 地 故 障 定 位 的 研 究赵锦莹，戚宇林（华北电力大学 电气与电子工程学院，河北 保定 071003 ）摘要提出了一种基于脉冲信号注入法的故障定位方法。该方法不受系统运行方式、拓扑结构、中性点接地方式以及故障随机因 素等影响，且信号注入地点选择灵活、脉冲宽度、周期可调。文章给出了脉冲信号源的软、硬件设计方案，采用 C8051F310 单片机实现高压脉冲信号发生器，并基于电磁感应原理设计了信号探测器。关键词故障定位；单 相接地；配电网；单片机；脉冲信号中图分类号 TM728.2 ； TM771 文献标识码 A0 引 言我国配电网普遍采用中性点不接地或经消弧线圈接地的系统， 也称小电流接地系统。 单相接地是小电流接地系统中发生几率最高的一种故障， 对用户供电的可靠性影响也最大。 因此， 单相接地故障的准确、 及时定位是配电网需要解决的关键问题。当小电流接地系统发生单相接地故障时， 接地电流仅为系统分布电容电流或经消弧线圈补偿后的残余电流， 接地电流比较小， 给故障点的查找带来了非常大的工作量。 传统上一般都采用逐线拉路的办法选出故障线路， 再由人工沿线路寻找故障点。此方法找出具体故障的位置非常困难， 需要花费大量的时间、 人力和物力， 难以适应当前的需求。目前的故障定位方法有阻抗法、 行波法、 信号注入法和户外故障点探测法。 除信号注入法外， 其余检测方法均依赖于发生故障前后配电网参数的变化， 由于配电网存在拓扑结构的复杂性， 运行方式的多变性，故在实际的实施中是比较困难的 [ 1 ]。实践中，应用较为广泛的主要是信号注入的原理。 S 注入法的注入信号的强度受 PT 容量限制 , 接地电阻较大时线路上分布电容会对注入的信号分流， 信号频率较高，给选线和定位带来干扰。本文提出脉冲信号注入法， 信号注入地点的选择比较灵活， 可以随时变化， 且脉冲周期由单片机控制可调，注入频率低，探测器简单易操作 [25] 。1 脉冲信号注入法基本原理脉冲信号注入法是一种离线定位方法， 是发生故障后将故障线路退出运行， 然后进行故障定位的方法。 使用该方法首先需要判断出故障相， 故障定位时， 将信号源输出的一端直接接到变电站内或站外故障线路的故障相上， 即向故障线路注入高压脉冲信号， 另一端接地。 高压脉冲信号在信号加入点配电线路接地故障点信号地之间形成回路，如图 1 所示， 通过检测出该信号电流来判断、 查找出接地故障点 [3] 。 利用信号探测器检测线路关键节点下游各个分支的电流信号， 根据探测器上的发光二极管和蜂鸣器来判断故障路径 从信号注入点到故障点的路径 ，若二极管发光且蜂鸣器有响声说变电站夹电 线夹检测信号电流脉冲信号源发光蜂鸣 器响故障点蜂鸣器 不响不发光点 A 点 B图 脉冲信号注入法示意图第 25 卷第 10 期 电 力 科 学 与 工 程 Vol.25, No.102009 年 10 月 Electric Power Science and Enginee ring Oct., 2009 12009 04 1 .198 .