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摘要：我国的配电系统为中性点非直接接地系统，该系统在6～35kV之间，它包括两个分系统，即消弧线圈接地分系统和不接地分系统。当单相接地一旦发生故障的时候，其故障点就会发出信号，但其一般都相对较小，抗干扰能力不强，如果再遇到恶劣的外部环境、干扰信号的因素比较多的时候，故障信号的失真率就会比较大，就会影响故障判断的准确性。基于低压配电网单相接地故障有源诊断技术，阐述低压配电网单相接地的一般故障及其影响、有源诊断技术的基本原理、有源诊断技术在低压配电网的单相接地故障。
关键词：配电网；单相接地；故障分析；有源诊断
引言
伴随着电力技术的发展，电网运行体系的改革，传统的接地方式系统需要消耗较高的经济效益，以及供电可靠性不高等问题，已经逐渐被另一种具有较高的经济效益和安全效益的新型的小电流接地系统所取代。在我国，中低压配电网中性点普遍采用小电流接地方式，该方式下系统仍可在发生单相接地故障后继续运行一段时间，但为防止故障范围扩大或发展成相间故障，应及时的对故障位置进行定位和处理。
1低压配电网单相接地的故障与影响
（1）当小电流接地系统在发生单相接地故障时，由于中性点不直接接地，不能形成闭环短路路径，故接地电阻往往就会比较大，造成的电流信号就会十分微小，信号采集要求就十分严格，给故障选线定位提出更高要求。（2）在不借助外在设备的情况下，故障选线就会十分困难。从目前常用的选线方法来看，由于消弧线圈补偿后的残余电流很小及故障线路本身不能形成闭合回路的原因，会导致基于单稳态信号的选线方式，无法对接人消弧线圈接地的系统。（3）选线的方法易受到运营线路结构、设备配置及外部环境等因素影响。（4）基于电流谐波的选线方法，虽然排除了消弧线圈的影响，但由于高次谐波分量本身含量小，易受负荷本身谐波和过渡电阻影响，实际运行效果不佳。（5）基于暂态电气量的方法，虽然结合了一些数学相关理论，如小波理论、神经元算法、数学形态学等，但是暂态信号相比稳态信号更易受不平衡电流、过渡电阻的影响，因而易导致误判。
2有源诊断技术
2.1基本原理
有源诊断技术就是通过有源电力电子补偿装置，对发生故障的线路地点处，用间接的或直接的方式注入一个与其残流方向相反的补偿电流，使二者电流在接头地相互抵消并接近于零，实现电弧熄灭，达到故障诊断的目的。信号源通常安装在线路母线上，每段母线安装一台，满足线路上的所有终端检测注入信号使用。其主要作用是为了实时监测线路电压、零序电压等电量参数，当线路上发生接地故障时，根据采集的系统参数和设定的判据条件判断单相接地故障;当接地故障持续预设的时间后，自动投切单相操作开关，发送电流信号序列；该电流信号流经故障线路的故障相、接地点及大地返回至信号源工作地;故障点后和非故障线路无此信号流过。接地故障持续预设的时间后，自动投切单相操作开关，发送电流信号序列；注入电流信号将与线路本身电流信号进行叠加，增强故障信号强度，从而提高故障判断准确率。其中信号源注入信号只存在变电站与故障点之间的线路，即使有线路分支，注入信号也不进行流人，避免信号的进一步减弱。配网线路上配置的配电终端通过接收注入信号及电流信号，进一步自动解码，拓扑分析，完成故障点的故障定位。同时，配电终端根据事先设定的FA策略对开关进行操作，进行故障处理;设备也会将故障信息同步传送到后台主站，通知相关运维人员。
2.2基本特征
（1）特征一、在配电网故障发生地，在接入大量可再生分布式电源后，电气运行的特性会发生改变。如故障前由逆变器维持功率输出，故障中由恒功率控制。（2）特征二、具有全面监测性，主要是通过Petri网技术、故障特征向量、故障诊断模型，进行全面监测。
2.3诊断步骤
（1）进行故障区域的判断，对可疑元件进行搜索，直至最后一个。（2）按照故障信息时序和保护动作信息特性对可疑原件进行诊断。（3）对上一步结果可信度进行确认，得到故障设备集合。
3有源诊断技术在低压配电网单相接地故障的应用
3.1故障诊断模型的搭建
故障诊断模型可分三种类型：（1）故障元件库，设其为P，主要包括变压器、馈线等。（2）保护继电器库，设其为R。（3）断路器库，设其为CB。无论是哪种模型，只要系统发出故障警报，则表明两点：（1）故障已经发生。（2）断路器已开始动作，进行保护。本文以模型的两端为例，用分步诊断的方法予以说明：（1）第一步，假设某线路为Lz，接近母线一侧的保护为分别为：控制断路器为CB3，主保护纵联速断保护为R,，动作时间为Os。（2）第二步，为后备保护，分两段：第一段保护为Rz，动作时间为0.1s，控制断路器为CB3；第二段保护为R3，动作时间为0.5s，控制断路器为CB3。（3）第三步，相邻线路为L的距离段保护为R，动作时间为0.5s，控制断路器为CB。
3.2故障诊断流程的设计
（1）流程一：对发生故障的路段进行网络状态分析，从中获取对应断路器的动作和保护信息。（2）流程二：确定故障区域，并对故障信息进行编号，分析影响，生成初步的可疑元件库。（3）流程三：获取最终可疑元件库，并从中找到可疑故障元件（包括母线和线路）。（4）流程四：采用矩阵运算方法，求得可疑故障元件各个分步模型的状态值，确定最终元件库所的状态值。
3.3故障诊断的常用方式
故障诊断的常用方式有对等通信方式和时间级差方式，本文分别对其在应用中的情况分析如下。（1）对等通信方式。对等通信方式下的系统配置有：①变电站每段母线或该母线某条出线上安装一台信号源，此段母线所有出线可公用此信号源设备。②每台自动化开关配置单侧三相五柱式电压互感器一台，便于采集线路零序电压信号；③每台自动化开关需配置一台智能配电终端，终端之间通过光纤通信方式信息交互。（2）时间级差方式。时间级差方式下的系统配置有：①变电站每段母线或该母线某条出线上安装一台信号源，此段母线所有出线可公用此信号源设备。②每台自动化开关配置单侧三相五柱式电压互感器一台，便于采集线路零序电压信号，配置三只电流互感器，采集线路电流信号。③每台自动化开关配置一台配电终端，终端除具备三遥功能外，具备逻辑功能，不依赖通信，就地判断。④主干线分段开关依靠时间级差配合实现保护的选择性，从线路末端向前，时间依次递增，级差为5s，分支线路上的开关零序保护动作时间为0s。
4结语
本文在探讨有源诊断技术基本原理的基础上，对其在低压配电网单相接地故障诊断中的实际应用，进行了较为深入的探讨，为能及时排除配电网设备、线路故障提供了技术支撑，对配电网线路、设备的安全运营具有十分重大的实践意义。
参考文献
[1]济南大学.基于零序电压的配电网单相断线接地复故障类型诊断方法:CN201710024606.2[P].2017-06-20.
[2]南京丹华昊博电力科技有限公司.基于同步串行总线技术的小电流接地系统单相接地故障诊断装置:CN201620099817.3[P].2016-08-31.
[3]张慧芬,潘贞存,田质广,等.基于注入法的配电网接地故障检测方法[J].济南大学学报(自然科学版),2004,18(2):164-168.
[4]雷倩,吉兴全,文福拴,等.利用暂态分量的含分布式电源配电系统故障诊断[J].电力建设,2016,37(2):42-49.