配网自动化系统小电流接地故障定位方法探究

摘要：小电流接地故障属于配网自动化系统运行中的常见故障。一旦发生小电流接地故障，而没有采取任何处理措施，那么整个配网自动化系统的运行能力就会受到影响。基于此，本文重点针对配网自动化系统小电流接地故障定位方法进行了详细的分析，以供参考。

关键词：配网自动化系统;小电流接地故障;定位方法

故障定位是配网自动化系统的主要功能之一，只有对故障发生的位置进行精准的锁定，才能够尽可能的减少发现故障以及处理故障的时间，提升配网自动化系统的运行稳定性。另外，经消弧线圈接地故障以及中性点不接地故障等的发生，都很难明确故障发生原因，与之对应的，配网自动化系统中的电流接地故障的具体位置也很难确定。此时，只有采取有效的定位方法，才能够提升配网自动化系统的运行稳定性。

1 配网自动化系统小电流接地故障定位的难点

与发达国家相比，我国的电力建设以及配网自动化系统的研究起步比较晚，配网自动化系统的研究水平十分有限，发展速度十分缓慢。而且在我国电力建设规模不断增大的同时，电力建设的内部结构也越来越复杂，对于施工工艺要求、施工人员的施工技术水平要求也越来越苛刻。这一系列的因素都是的电力建设难度与日俱增，同时也对我国配网自动化系统的发展产生了限制。

1.1 小电流接地故障的信号偏弱

配网线路的负荷电流大小在150A-300A之间，如果严格按照相关要求进行配网线路的设计与架设，一旦发生中性点不接地系统出现故障，其故障部位的电流就会被缩小到10A以下。由于二者之间的负荷电流相差太大，工作人员在进行电流数据采集的时候，必须要持之以严谨、细致、全面的态度，才能够尽可能的提升数据采集的精确性以及有效性。而小路线圈接地系统的故障，由于受到补偿功能的影响，其故障部位的电流无限接近于0，故障位置的发现难度以及处理难度更大。

1.2 小电流接地故障状态不稳定

单向接地故障既是一种间接性接地故障，又是一种弧光接地故障。但是无论是间接性接地故障，还是弧光接地故障，其稳定性都得不到保证，所以故障部位的电流稳定性也得不到可靠的保证。而这就会影响检测设备对故障信号的精准捕捉，影响故障部位的精准确定。一旦故障部位得不到确定，就无法高效的进行故障处理。

1.3 消弧线圈负面影响过大

一旦消弧线圈接地系统产生单相接地故障，就会容易产生零序故障，出现零序的挂账电流。同时再加上补偿作用，消弧线圈就会不受控制的出现感性电流，使整个消弧线圈接地系统陷入过补偿状态中。在这种情况下，变电站母线的挂账零序电流就会受到破坏，整体故障的处理效率就会降低。

2 配网自动化系统小电流接地故障定位的原理

2.1 配网自动化系统小电流接线方式

一般情况下，配网自动化系统的运行需要使用两种线路结构：一种是开环线路，一种是闭环线路。如果配网自动化系统使用双电源，那么就具备系统线路环状结构的形成条件。在系统的日常運行过程中，双电源开关就会自动切断，配电线从变电站引出后，就会进入开环运行阶段，形成独特的单电源辐射线结构。

2.2 配网自动化系统小电流故障选线

如果线路的性质被判定为非有效接地系统，那么一旦出现小电流接地故障，其对应的非故障低电压就会直接变为线电压。如果再产生间歇性弧光接地，那么中性点释放电荷的通路就会受到限制，进而产生弧光接地过电压现象，影响线路的绝缘性能，增加相间短路的发生频率。所以，一旦出现故障，工作人员就必须要尽快锁定故障线路，明确故障位置，并采取相应的措施进行处理解决。

对此，工作人员可以在配电网线路中进行多个故障监测点的设计，明确各个故障监测点的具体监测范围，为整个配网故障的有效监测提供保障。通过大量的实践经验发现，两个故障监测点的距离越小，其监测精确度就越可以得到保证。所以，相关工作人员要对配网线路的实际长度进行分析，然后以此为基础进行故障监测点的科学设置。

2.3 小电流节点故障信息的有效搜集

如果小电流节点故障发生在单电源辐射结构线路中，那么其零序电流量的稳定性就得不到保证，进而引起线路端母线故障分布情况的精准判断。而且，配网支路线路的基数十分巨大，传输距离也不近，工作人员无法使用人工巡检的方式对配电线路的故障进行有效的检查。如果是中性点非有效接地系统故障，如果某条线路出现单相接地故障，那么就可以明确该线路已经与零序电压源建立了某种联系，该线路的感抗能力就会偏弱，整个线路上的零序电压取值都会基本一致，非故障线路的零序电压在理论上就应当是0。另外，中性点消弧线圈接地系统的零序电流都低于正常线路的电流幅值。如果线路出现接地故障，那么配网的运行时间就需要控制在2个小时之内，以免影响其运行效率。

3 配网自动化系统小电流接地故障定位方法

3.1 移动小电流接地故障的定位方法

在对移动小电流接地故障进行定位的时候，要优先使用配管广域测量方法。即对2台具备同步测量功能的电流装置进行设置，使电流装置就可以正常采集电流信号，然后利用CSD网络将电流信号向线路领序列电流测量段进行传输，确保不同时间段的测量段电流位置信息可以被正常的采集并记录。然后再利用比对的方式获得故障区间的相对数值。这样，故障的发生位置也就得到了确定。在此过程中，需要注意2台电流装置的安装位置，一台安装在变电站，用于采集变电站母线零序电压信息;另一台安装在输电线沿线上，用于采集电流信号。因为每一台电流装置上都有CPS微信系统，所以可以高质量的完成信号的有效采集，并保证信号的实时统计，保证同一时段内GPS相位的实时记录。

3.2 固定小电流接地故障的定位方法

在对固定小电流接地故障进行定位的时候，可以使用与移动小电流接地故障的定位方法相似的方法。即同样设置2台电流装置，一台安装在变电站，另一台安装在输电线沿线。除此之外，还需要在线路上设置一定数量的测量点，确保故障定位功能的发挥。然后还要引进GPS卫星定位系统，确保如实记录这些测量点上的秒脉冲信号。然后再在FFT的辅助下计算电压和电流信号在GPS系统中的相位。另外，还需要构建信息服务端，通过服务端分化处理，结合分化例数计算故障区间。

4 结语

利用现代化的科学技术监督和管理配网系统，及时发现配网系统中的各种故障，并采取恰当的措施进行故障的处理，保持配网系统的稳定运行，具有十分重要的意义。所以，相关工作人员要尽可能的掌握配网自动化系统小电流接地故障定位原理以及定位方法，最大限度的提升配网自动化系统运行的稳定性。

参考文献：

[1] 邓菲凡. 基于配网自动化系统的小电流接地故障定位方法研究[D].湖南大学，2018.

[2] 张安祥，高立东，武兴利.探析配网自动化系统小电流接地故障的定位方法[J].电工文摘，2017（03）.

[3] 陈楠.配网自动化系统小电流接地故障定位方法[J].电子测试，2016（20）.

（作者单位：广东电网有限责任公司茂名电白供电局）