一二次配合的配电网故障处理

于吉

摘 要：国家电网公司提出了供电可靠性要达到99.98%的目标，提高配电自动化是实现这一目标的重要手段。针对小电流接地系统的短路故障，尤其是中性点经消弧线圈接地电网的故障选线方法，是许多专家学者研究的主要方向与课题。目前国内外配电自动化的模式主要有2种，即基于重合闸的配电自动化和基于FTU（馈线终端）的配电自动化，但存在计算时间长、容错率性能差等缺点。近期相关专家提出了一二次配合的配电网故障处理。本文对此方法的内容、创新点、可行性进行简要介绍与分析。

关键词：配电网；故障选线；故障定位；一二次配合

1.现有故障选线方法

中性点非有效接地系统单相接地选线、定位保护配合困难故障现象复杂、有时故障特征不显著。存在以下问题：稳态量法，信号小、不适合消弧线圈接地；暂态量法，存在时间短、采集要求高。

针对小电流接地系统的短路故障，目前国内外配电自动化的模式主要有2种，即基于重合闸的配电自动化和基于FTU的配电自动化。由于前者切除短路故障时间长、无监控等缺点， 基于FTU的配电网故障定位算法是配电自动化主站的核心，可分为两类，一类是基于人工智能的故障定位算法，如遗传算法、纵横交叉算法、蝙蝠算法等，该类算法计算时间长，容易出现不收敛问题，实际应用较少；另一类是基于图论知识，利用将配电网拓扑化进行故障定位，如矩阵算法、链式算法等，计算量小，直观简洁，因而应用较多。然而此方法计算速度快，但容错性能较差。

2.一二次配合的配电网故障处理

2.1限流电抗器提高可靠性

分支断路器前串入限流电抗器，CB和SW依靠电流整定值实现选择性。主干线故障时短路电流较大引起CB跳闸，分支线故障不造成变电站出线断路器跳闸。而实际中大约八成相间短路故障发生在分支和用户线路上，大大降低CB跳闸率和故障影响，提高供电可靠性、选择性。

2.2故障选线

一次侧短时闭合开关接地时，观测各项零序电流，故障所在出线零序电流变小，其他出线零序电流变大；若在上述合閘过程中没有找出故障相，在一次侧打开开关时还可以进行观测：打开一次侧开关，一次侧与地断开，故障所在出线零序电流变大，其他出线零序电流变小。有两次机会进行观测，确保可以选出故障线路。

2.3故障定位

一次侧短时闭合开关接地时，观测故障所在出线各处电压，故障处零序电压变大，其他出线零序电压变小；若在上述合闸过程中没有找出故障点，在一次侧打开开关时还可以进行观测：打开一次侧开关，一次侧与地断开，故障处零序电压变小，其他出线零序电压变大。

3.创新点与可行性分析

（1）准确可靠，不必上报波形，只报故障在上游或下游即可（变大/变小）。

（2）采用低损抗饱和的小型、空心限流电抗器提升选择性，而其附加电压降和损耗，对于短线路并不是主要矛盾。

（3）选线、选段跳闸，灵敏度高。

（4）传统继电保护都是在二次侧进行，此方法要求一次侧能与之配合。从而在故障相接地时快速熄弧且不必断电。

4.结论

目前提出的其他一二次配合方法或都存在都不利于熄弧的弊端，例如健全相经中电阻接地——人为形成故障点到变电站经中电阻相间短路等方法，熄弧难度大，更危险，不如故障相接地配合方式好。

一二次配合的故障处理实现了一二次融合“1+1>2”的效果，使解决难题的方法更简单、更确切。广泛适用于简单配电网络。

参考文献：

[1]多判据融合的配电网谐振接地系统单相接地故障选线方法[J]. 黄妍妍，李天友，黄建业，蔡金锭. 供用电. 2016（11）

[2]纵横交叉算法在配电网故障定位中的应用[J]. 殷豪，李德强，孟安波，魏明磊，洪俊杰. 电力系统保护与控制. 2016（21）

[3]基于中压线路出口电流求解线路末端电压的方法[J]. 李晓旭，陈艳，韩绍禹，王子刚，张英杰，张丙涛，杨秋竹. 陕西电力. 2016（08）

[4]配电网故障定位容错算法[J]. 陈艳丽，周群，滕欢. 电力系统保护与控制. 2011（13）

[5]复杂配电网故障定位的链表法[J]. 翁蓝天，刘开培，刘晓莉，仰彩霞，姚刚. 电工技术学报. 2009（05）

[6]采用EMD谱带通滤波和近似熵识别的配电网单相接地故障区段定位新方法[J]. 李天友，黄超艺，薛永端，张功林. 供用电. 2016（04）

[7]基于图论的矩阵算法在配电网故障定位中的应用[J]. 胡福年，孙守娟. 中国电力. 2016（03）

[8]基于多种群遗传算法的含分布式电源的配电网故障区段定位算法[J]. 刘鹏程，李新利. 电力系统保护与控制. 2016（02）