程大千
国网山东省电力公司鱼台县供电公司 山东省济宁市 272300
摘要：当前，为了满足人们的日常用电需求，需要采取有效的措施提升供电质量，确保配电网中各个线路和设备的运行质量，针对配电网中经常出现的单相接地故障，要深入分析其产生原因，并结合以往的故障情况认识到配网单相接地的危害，采取有效的措施消除这类故障问题。为了进一步提升配网系统的可靠性，要结合当前的自动化技术对配网系统进行优化，实现配网单相接地故障的查找和定位，并且通过系统内部的故障保证措施实现故障自愈，这样可以快速恢复故障，保证供电质量。
关键词：配电自动化；单相接地；故障定位；自愈
1配网自动化的发展要求
1.1提升供电可靠性
在电力系统运行中，配网系统是重要的电力输送系统，它可以起到电力传输和调度的作用，所以其正常运行直接关系到供电质量。结合目前的电力供应情况来看，部分地区由于配网系统不完善，经常会出现配网系统故障，引发停电事故，这样会给当地的经济带来不可估量的损失。实现配电自动化，可以通过故障定位和自愈技术快速恢复供电，提升供电的可靠性。
1.2提高供电能力
通过优化配网系统的自动化功能，可以在配网的供电和调度工作中更加智能。配网系统可以对每天供电的高峰和低峰进行分析统计，然后为了保证系统的正常运行，合理地进行电能的分配和调度，尽可能地降低线路损耗，这样可以提升供电能力，满足高峰用电需求，并且可以防止出现设备长期高负荷工作的情况，延长设备的使用寿命。
2配网单相接地故障自愈技术存在的问题
2.1选线技术不成熟
将自动化技术应用于配电网单相接地故障定位与自愈时，首要任务是确定故障接地线路。但目前的智能选线技术还不够成熟，在实际应用中可能存在误差，使得后期的故障自愈工作不能顺利进行，无法实现快速恢复的功能。
2.2接地选线技术无选择性
在智能电网的发展过程中，线路经常经过开关站。配电线路分段运行时，需要采用接地选线技术。然而，现有的接地选线技术往往不具有选择性，单相接地故障选线技术无法实现故障自愈。
2.3单相接地故障易引起设备故障
配电网系统中常见的单相接地故障，容易引起短路和断路。短路的发生对配电网中的设备危害极大，可能导致系统中设备的故障定位和自愈。这影响了配电网系统的自动化功能，使配电网系统失去故障定位和自愈能力。
3配电自动化单相接地故障定位与自愈技术
3.1信号注入法的分类
3.1.1脉冲信号注入法的核心原理与优势特征
脉冲信号注入法的核心原理是将高压脉冲注入故障线路，然后由技术操作人员推动手柄将脉冲信号检测器挂在导线上，从而快速、准确地获得故障线路注入的脉冲信号。
如果脉冲信号检测器检测到来自脉冲信号的反馈声音，则表示传输线上游的故障点。如果脉冲信号探测器没有发出任何反馈声音，则说明故障点在传输线的下游。
脉冲信号注入法不仅可以检测配电网干线的故障，而且可以有效地检测配电网支线的故障。如果脉冲信号检测仪发出反馈声，则表明支路有故障点；如果脉冲信号检测仪没有反馈声音，则表示支路上没有故障点。但客观地说，脉冲信号注入很容易受到导体分布电容的影响。因此，脉冲信号注入法的测量距离应小于5km。
3.1.2s信号注入法的核心原理和优势特点
S信号注入法的核心原理是将频率为220hz的S信号注入母线，然后用电路检测器检测线路和故障点。早期，国外电力学者提出了离线故障定位的方法。该方法的核心原理是通过加直流高压使接地点处于击穿状态，然后利用交流信号检测仪确定具体的故障点。
客观地说，s信号注入法对工作环境有特殊的要求，适用于接地过渡电阻小的地段。用检测设备注入信号电流后，沿可能的接地线方向完成检测。一旦注入的信号电流消失，信号电源消失的点就是特定的故障点。采用s信号注入法检测配电网支路故障时，应按相距6米的标准依次检测信号。如果在支线上检测到注入信号，则表示该支线存在故障点。但是s信号注入方法会受到各种主客观因素的影响，如导体分布电容等。
如果遇到高阻故障的接地情况，且故障点与支撑电缆接地点的距离较远，信号强度会减弱，检测误差会增大。另外，由于配电网采用中性点不接地的处理方法，在外界环境干扰的情况下，内部电路会影响铁磁元件和接地元件的非线性感应，产生铁磁谐振，降低检测的及时性和准确性。因此，有必要对配电网故障定位检测技术进行改进。
3.2行波故障测距法的核心原理与优势特征
行波法是基于行波传输理论实现输电线路故障测距的一种方法。一般来说，行波测距可分为三类：A、B、C。其中，a类行波故障测距是利用故障点产生的行波通过母线端子反射到故障点，在行波传输速度不变的情况下，再从故障点反射回母线端子，从而确定故障点之间的距离。然而，这种行波测距方法并不能完全解决故障点反射波与对侧母线端反射波的区分问题。
B型行波测距法是通过准确记录故障点产生的行波到达线路末端的时间，实现故障测距的方法。然而，配电网发生单相接地故障后，这种行波测距方法的关键是利用故障发生后母线端的第一个行波信息，从而避免了故障点反射波和故障点对侧母线端透射波的分辨透视问题。
C型故障测距装置是指配电网线路发生单相接地故障后，故障测距装置发射高压高频直流脉冲，实时检测高压高频直流脉冲的反射时差，并计算出故障测距装置与故障点之间的距离。这种单相接地故障测距装置技术原理简单，实时性和准确性强。但由于使用高压高频脉冲信号发射机需要一系列辅助设施，运行规模和投资成本都比较大。
3.3阻抗法的核心原理和优点
如果整个电网系统的输电线路都是统一的输电线路，通过对电流、电压等基本参数变化的计算分析，可以看出无论何种类型的故障，回路阻抗始终与大故障点与测量点之间的距离成正比。因此，当配电网发生单相接地故障时，通过计算故障线路的阻抗和线路的单位阻抗，可以准确地确定故障点。另外，阻抗法具有检测工艺简单、投资少等优点。但需要注意的是，阻抗法易受过渡电阻的影响，不适合大规模使用。
3.4故障隔离与自愈
集中型智能开关装有FTU，可以检测开关电压、电流、分合闸状态等实时信息，并传送至配电自动化主站。CB1、CB2为带三段式电流保护的变电站10kV出线断路器，S1～Sn为线路1的集中型智能化分段开关，Sb1～Sb3为线路2的智能化分段开关，L1为线路1、2之间的联络开关（正常处于断开状态）。假设线路1的Sk-1～Sk之间的F点处发生单相接地故障，变电站A监测到10kV母线电压不平衡，同时小电流选线装置判定接地点位于线路1上，这样就可以实现配电系统的故障定位与自愈。
结论
综上所述，伴随时代的发展与科技的进步，生产生活对电力能源的需求进一步扩张。在电气时代，电力能源的重要性不言而喻。对于整个电力系统而言，配网线路的单相接地故障检测发挥着不可替代的作用。只有保证单相接地故障检测的时效性与精确性，才能保障电力系统的良好运转，保障供电的质量与安全。
参考文献：
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