Telecom Power Technology
运营探讨
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黄俊，罗绍书，欧阳后文
（云南电网有限责任公司文山马关供电局，云南
随着经济发展，人们的生活水平日益提高，电力需求也随之持续增加，致使配电网复杂化程度越来越高。但是，传统中压配电线路维保过程中对线路的保护措施仍然存在诸多不足，一旦发生故障，尤其在雷雨等恶劣天气 条件下，会因为处理手段落后，导致发生单相接地故障，从而对输电、供电以及用户体验等产生严重影响。因此，研究配电网单相接地故障定位技术及其应用对于故障定位和修复具有重要意义，也是电力系统平稳运行的重要保障。
配电网；单相接地故障；定位技术
Research and Application of Single-Phase Grounding Fault Location Technology in
Distribution Network
HUANG Jun，LUO Shaoshu，OUYANG Houwen
Wenshan Maguan Power Supply Bureau of Yunnan Power Grid Co.
With the improvement of people's living standards and the increasing demand for daily life
the distribution network is becoming more and more complex.However
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2020年12月25日第37卷第24期
Telecom Power Technology
Ｄｅｃ． ２５，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ２４ 黄 俊，等：配电网单相接地故障定位技术的
研究与应用
2 配电网单相接地故障对供电的影响
2.1 对配电设备的危害
单相接地故障发生会产生间歇性弧光，影响电压，甚至引发电压危害，同时容易导致绝缘子的击穿，引起线路短路等故障。单相接地故障的发生还容易引发配电变压器的烧毁和避雷器短路等故障，损毁设备。
2.2 对变电设备的危害
配点线路发生故障之后，电压之间会相互影响，此时电压互感器的铁芯将饱和，导致励磁电流随之迅速增大。在此情况下，如果依然运行变电设备将会损毁电压互感器，导致单相接地故障发生。同时，谐振过压也将呈几何倍数增大，破坏变电设备的绝缘性能，导致电流外泄，引发更大范围的电力安全事故。
2.3 对供电可靠性的影响
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通过人工选线的方式能够有效避免单相接地故障的发生，但是这个过程中需要将发生故障的配电线路断电，但这将严重影响供电的质量。而且发生线路故障，进行线路的修复也会严重影响供电的质量，导致大面积的停电。
2.4 对线损的影响
配电网发生单相接地故障时，其中接地的部分会发生放电，这就会导致配电线路中的电能大量损失。
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如果得不到及时的定位和处置，将会产生巨大的电能损耗[2]。
3 被动式故障定位方法
3.1 阻抗法
通过欧姆定律，用故障线路的电压和电流可以计算出故障点到测量点的阻抗。根据单位阻抗和此阻抗对比，计算出故障距离，完成故障定位，称为阻抗法。其在使用过程中，由于采集信息位置的不同，主要分为单端测距法和双端测距法两种。
单端测距法采集的是线路一侧的电压和电流数据，不需要额外的通信工具，信息采集简便，工作成本较低。但是，由于该方法使用中容易受到负荷电流和过渡电阻的影响，因此测量的数据准确度有限。双端测距法需要采集两端的电压值和电流值，在使用中测量的精度较高，定位也更加准确。但是由于阻抗法的使用需要精确的数据参数，过渡电阻和系统阻抗的变化都会影响定位的准确性，导致此方法的使用范围有限。
3.2 行波法
根据行波法的实际应用来看，因为测距中需要的信息量不同，所以有多种行波法测距方式。
宋城单独门票多少钱由于行波源的不同，可以分为注入高压脉冲（所谓C型）的雷达原理测距法和利用线路中行波进行测距的被动式测距法[3]。由于行波电气量的不同，可分为电流和电压两种行波测距法。根据行波信号是故障线路单侧还是双侧，可以分为单端（如A型）行波测距法和双端（如D型）行波测距法。
单端行波测距法应用的基本原理是对比被观测点的初始行波和第二次反射波的时间差，通过行波在线路中的传播速度和时间来计算出观测点到故障点的距离。虽然该方式操作简便，成本低廉，但是缺少精确的时间计量装置，导致时间差的计算不够准确。双端行波测距法是通过测量初始行波到达故障点两端的时间差，结合线路中行波的传播速度对故障位置进行定位。该方法在使用中只需要通过双端的通信设备数据和电气量数据对初始波进行测量和记录即可，不需要考虑反射波的影响。这两种方法都不需要额外安装信号发生装置，应用广泛，也为现代的行波测距发展提供了思路[4]。
目前，在基于故障行波时序特征的故障测距中，通常利用行波数据进行测距，在时间轴上对行波极性、幅值及故障到达时刻进行检测、刻画与标定，科学计算出故障距离。随着我国信息处理技术的发展和持续优化，现代行波技术发展也取得了长足的进步，但是仍然有很多问题亟待解决，尤其是在行波波头的检测和辨识方面，还要不断提高行波测距的准确性和科学性。
4 主动式故障定位方法
4.1 注入信号法
配电网单相接地主动式故障定位技术中较为常用的是注入信号法，该方法是在故障发生之后，通过特定信号发生装置向线路中注入一个和线路中不同频率的信号，该信号会从注入点流入到大地中，通过对该信号的检测和追踪，全程记录信号流通路径，从而确定故障的发生位置。
注入信号法需要额外注入信号来进行故障位置的确定，所以中性点是否消弧线圈接地及调谐的方式并不会影响该方法的实际应用，这在很大程度上进一步扩大了其应用的范围。另外，该方法使用的信号发生装置以手持设备为主，相比较于在线路上重现加装设备，大大减少了设备资金投入，普适性更强。但是，注入信号法在实际的应用中，由于线路中存在分布电容，受到电阻接地的影响会导致检测的结果存在一定的误差，且随着接地电阻阻值的增加，检测结果的数据误差也将越大，对于故障区确定的准确性影响也越大，甚至难以准确定位故障点的位置[5]。
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中电阻法进行单相接地故障定位的原理是通过改变接地点的电流来进行故障定位。在中性点经消弧线圈接地的配电网中，故障发生之后要重新达到稳定状态需要较长的一段时间。根据此原理可以在中性点合理加设并联电阻，让整个故障线路能够形成一个电流回路，主动产生一个差异性电流。在不同的采集点进行新电流的检测和数据采集，在故障点的前面位置采集到新电流相关信息，此后的线路采集点不会发现
。
中电阻法在使用过程中能够有效避免故障线路中稳态零序电流差异性小等缺点，但却增加了加设电阻的难度，提高了中性点设备改造及购置的成本。
零序电流突变法的原理是通过线路中零序电流突变来确定故障发生位置。配电网单相接地故障发生
例如，在基于矩阵算法的故障定位中，可以通过分析配电自动化主站检测到各个设备的数据变化及故障前后拓扑网络的结构差异得到配电网的拓扑矩阵，然后将配电自动化主站接收到线路中开关上传的故障信息形成与描述矩阵同样结构的故障信息矩阵，对比分析两个矩阵的相关数据实现准确定位。该方法的定位原理较为简单，计算简便
6 结
配电网故障中单相接地故障较为常见，对于配电线路正常运行和供电科学性具有重要影响。配电网一旦发生单相接地故障，
而且会影响到整个电力系统的平稳运行，其成为目前困扰电力及配网管理人员的重要难题之一。对于配电网单相接地故障定位技术的研究及其应用探索能够为故障定位和修复提供一定思路，推动电力系统平稳运行和健康发展。相关人员也需要从实际情况出发，做
