- 頭條一種現場可實施性強的故障檢測技術，可提高配電線路重合閘成功率2019-10-22 作者：丁芃、朱珂、朱裕慶、欒悅祎 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語電網智能化調度與控制教育部重點實驗室（山東大學）、國網臨沂供電公司的研究人員丁芃、朱珂、朱裕慶、欒悅祎，在2019年第5期《電工技術學報》上撰文（論文標題為“基于模型辨識的配電線路永久性故障判定方法”），為提高配電線路重合閘成功率，提出一種相間故障檢測技術，在配電變壓器低壓側接入受控逆變電源，利用其給停電線路施加瞬時高壓以擊穿可能存在的故障點。基于產生的暫態電壓、電流獲取停電線路的頻率響應，研究建立不同故障性質下停電線路的頻域特性，進而結合模型辨識原理對停電線路內部結構進行有效辨識，判別線路故障性質以決定斷路器是否重合閘。該方法現場可實施性強，既可用于配電線路自適應重合閘，也可用于停電一段時間后的線路再送電，理論、仿真和模擬實驗都驗證了該方法的有效性。
自動重合閘因可以有效提高供電可靠性而在電力系統中得到廣泛應用，但其重合的盲目性會給系統及設備造成不利影響，為此國內學者提出了重合之前實時判斷故障性質進而決定是否重合的配電線路自適應重合閘技術并取得了豐碩的研究成果。
而近年來隨著配網電纜的廣泛應用，混合線路大量涌現，使得配電線路重合閘的使用處于兩難境地，對配網的供電可靠性造成了影響。因此，研究配電線路自適應重合閘技術具有迫切的現實意義。
現有的自適應重合閘研究主要針對高壓輸電線路，文獻[6-8]基于跳閘后故障相線路端電壓的暫態特性建立單相自適應重合閘判據。文獻[9-11]針對帶并聯電抗器輸電線路，基于跳閘后并聯電抗器電能釋放過程中各電氣量的變化特性建立單相或三相自適應重合閘判據。文獻[12-14]基于多個實測電氣量，利用參數識別原理，通過對假設電路模型中個別參數的求解來判斷故障性質。
國內配電網主要采用中性點非有效接地系統，發生相間短路后饋線立刻三相跳閘，難以像上述各種輸電線路自適應重合閘技術借助停電線路的殘存電氣信息判定故障性質，因此需要外加激勵來檢測停電線路是否帶有故障。
文獻[15,16]利用特殊的斷路器直接將上游系統電源短時加到停電配電線路，通過檢測分析所產生電流的幅值以判斷配電線路是否存在故障。文獻[17]利用高壓電容對停電線路高頻振蕩放電所產生的行波來判別故障性質。文獻[18,19]利用兩個變壓器間串聯一晶閘管構成斷路器并聯回路，利用其將上游電源瞬時施加在停電線路上，通過分析頻率響應對線路進行故障判定。
上述幾種外加激勵的故障檢測方法各有其特點，但作為一種配電線路自適應重合閘技術來說可實施性不強，難以得到有效推廣。文獻[20]提出在饋線低壓側接入逆變電源，借助停電線路諧波阻抗隨頻率的變化特性進行故障檢測。該方法在停電線路建模過程中沒有考慮容性負載的存在。饋線停電后常帶有補償電容器及其他容性負荷，導致停電線路的頻率響應異常復雜，難以基于饋線諧波阻抗變化規律有效地判定故障性質。
本文針對配電線路提出了一種故障性質判別方法，通過配電變壓器低壓側施加激勵獲取饋線頻率響應，基于含容性負荷在內的停電饋線模型頻率特性，利用模型辨識方法對停電饋線內部構造進行有效辨識，進而判定故障性質以指導重合閘的投入與否。理論、仿真分析和模擬實驗都驗證了該方法的有效性。
圖13 模擬實驗接線圖
結論
針對當前國內配電線路重合閘的盲目性問題，基于電力電子器件的可控性，在饋線所帶配電變壓器低壓側接入激勵源。基于產生的暫態電壓、電流并結合模型辨識原理得到不同故障性質下參考參數頻率特性，進而判別線路故障性質，決定相應斷路器是否進行重合。理論計算、仿真分析及模擬實驗驗證了該方案的有效性，為國內配電線路自適應重合閘技術研究提供了值得借鑒的思路。
