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 [2~5] 。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 .