(山东理工大学电气与电子工程学院山东省淄博市255049)
摘要:针对树状结构交流配电网T接点区域短路故障定位问题,本文提出基于多端行波时差关系的一种故障定位方法。通过提取故障区段三个方向可用检测点初始电压行波到达时刻,并依据各检测点电气距离数据构成故障定位判据,最终实现故障精确测距。本方法在拓扑结构复杂、分支线较多的树状结构配电网络具有良好的适应性,且方法计算过程简单,无须对大量数据进行处理,具有较高的工程实用价值。
关键词:配电网;T接点区域故障;双端行波测距
0引言
现代行波测距理论适用于多种故障类型分析,受过渡电阻及系统运行方式影响较小,在输电网络故障保护领域获得广泛应用并取得了一定的成果。
现关于故障测距技术的研究多集中于输电线路,配电线路由于自身拓扑结构更加复杂,传统的单端法或双端法测距原理在配电网的应用具有局限性。分支的存在可能导致测距结果不唯一,易给出伪故障点。配电网馈线终端单元FTU的大量装设和应用为短路故障定位提供了有利条件,但即使可以依据线路FTU确定故障区域,亦无法精确定位故障发生的具体分支段及距离,给故障隔离、现场抢修和供电恢复造成了困难。本文对配电网典型的T型区域故障问题进行了分析,并给出了一种基于多端行波量测时间数据的故障判断方法。
1行波测距原理概述
当线路发生短路故障时,由故障点处会产生向线路两个方向传播的电压及电流行波[1]。随着设备制造工艺和数字信号处理技术的突破性发展,依托在各变电站或线路上配置的现代行波检测装置,目前已经可以实现超高速采集、精准时间同步和行波数据分析处理功能。由于行波的传播速度可以通过线路分布参数事先计算获得,因此,行波法是利用各检测点检测到的电压或电流行波信号到达时间差及线路先验参数实现故障测距的一种方法。由于单端行波法需要识别由故障点处反射回的一次反射波,对于线路结构较为复杂的配电网络,复杂的折反射过程导致一次反射波的特征识别仍然较为困难,所以目前在配电网行波保护研究领域,公认测距结果最为可靠的是双端行波测距原理。以图1为例说明双端行波测距原理:
对于实际计算,由于测量误差的存在,应考虑一定的裕度,即假设正确时上式也不一定为零值,因此可以通过各判据间的比较以确定假设正确性。且当故障区段定位为一T型区域后,不妨直接假设故障发生在分支点G处,先得到三组六个判据并比较其大小,取计算值最小的判据作为正确情况,并基于此结论,最后再通过双端测距原理式(2)求得精确故障距离即可,藉此可以省略两次测距计算过程,提高运算效率。以上方法同样适用于当故障实际即发生在分支点处的情况。
3结语
配电网分支众多结构复杂,当故障发生在分支区域时只利用两端量测信息往往无法排除测距伪故障点,本文提出一种基于多端行波时差关系的故障定位方法,在一定程度上克服了T接点区域故障时的定位难题。接下来,将继续研究配电网行波装置优化配置策略,以充分满足故障定位的最优经济性需求。
参考文献:
[1]葛耀中.新型继电保护与故障测距原理与技术[M].西安:西安交通大学出版社,2007
[2]徐丙垠,李京,陈平.现代行波测距技术及其应用[J].电力系统自动化,2001(14):62-63.
[3]张璇,于洋,王敬华,等.配电网行波测距装置布点研究[J].山东电力技术,2017,44(10):12-16.
[4]邓丰,陈楠,曾祥君,等.基于图论的电网故障行波定位装置最优配置算法[J].电力系统自动化,2010,34(11):87-92.
[5]方伟明,程汉湘,李勇等.一种不受波速影响的多端配电网故障定位方法[J].广东电力,2016,29(4):79-127.
(通信作者:王敬华,男)