Permanent Fault Identification Method for Distribution Networks Based on Reclosing-phase Active Power

CHANG Zhongxue; LI Huan; ZHANG Zhihua; ZHANG Wei; SONG Guobing; LIU Jian

doi:10.7500/AEPS20230814003

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Permanent Fault Identification Method for Distribution Networks Based on Reclosing-phase Active Power

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Permanent Fault Identification Method for Distribution Networks Based on Reclosing-phase Active Power
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 15, Pages: 151-159(2024)
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
  2.国网陕西省电力公司电力科学研究院，陕西省西安市 710100
  3.珠海许继电气有限公司，广东省珠海市 519000
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52107123);China Postdoctoral Science Foundation(2021M692525);State Grid Corporation of China(5226SX22001C)
- DOI：10.7500/AEPS20230814003
  CLC：
- Received：14 August 2023，
  
  Revised：2024-01-28，
  
  Published Online：25 June 2024，
  
  Published：10 August 2024
- 稿件说明：
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常仲学,李欢,张志华等.基于重合相有功功率的配电网永久性故障识别方法[J].电力系统自动化,2024,48(15):151-159.

CHANG Zhongxue,LI Huan,ZHANG Zhihua,et al.Permanent Fault Identification Method for Distribution Networks Based on Reclosing-phase Active Power[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(15):151-159.
常仲学,李欢,张志华等.基于重合相有功功率的配电网永久性故障识别方法[J].电力系统自动化,2024,48(15):151-159. DOI： 10.7500/AEPS20230814003.

CHANG Zhongxue,LI Huan,ZHANG Zhihua,et al.Permanent Fault Identification Method for Distribution Networks Based on Reclosing-phase Active Power[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(15):151-159. DOI： 10.7500/AEPS20230814003.

摘要

针对盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击等问题，提出一种基于重合相有功功率的配电网永久性故障识别方法。首先，建立了配电网分相重合时的分析模型，推导了不同中性点接地方式下瞬时性和永久性故障时的重合相有功功率表达式，得到了不同故障性质下有功功率的差异；其次，构建了基于有功功率的永久性故障识别判据，分析了过渡电阻、负荷大小等因素的影响，得到了所提方法在不同中性点接地方式系统中的适用范围并提出了分相重合策略；最后，通过PSCAD/EMTDC仿真结果验证了理论分析正确，以及所提永久故障识别方法耐过渡电阻能力较强。

Abstract

A permanent fault identification method for distribution networks based on the reclosing-phase active power is proposed to address the issue of blindly reclosing with permanent faults causing secondary impacts on the distribution network. Firstly

the analysis model of split-phase reclosing in distribution network is established. The expressions of active power of reclosing phase under instantaneous fault and permanent fault with different neutral grounding modes are derived

and the differences of active power under different fault properties are obtained. Secondly

the criterion of permanent fault identification based on active power is constructed. The influence of transition resistance

load capacity and other factors is analyzed. The application scope of the proposed method in the systems with different neutral grounding modes is obtained and the split-phase reclosing strategy is proposed. Finally

the PSCAD/EMTDC simulation results verify that the theoretical analysis is correct

and the proposed permanent fault identification method has strong ability to resist transition resistance.

关键词

Keywords

references

刘萃萃，薛永端，王超，等 . 小电流接地保护跳闸给故障检测与保护带来的机遇与挑战［J］. 全球能源互联网， 2022 ， 5 （ 3 ）： 213 - 220 .

LIU Cuicui ， XUE Yongduan ， WANG Chao ， et al . Opportunities and challenges brought by tripping of small current grounding fault protection to fault detection and protection ［J］. Journal of Global Energy Interconnection ， 2022 ， 5 （ 3 ）： 213 - 220 .

刘健，张志华，张小庆，等 . 基于配电自动化系统的单相接地定位［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 1 ）： 145 - 149 .

LIU Jian ， ZHANG Zhihua ， ZHANG Xiaoqing ， et al . Single phase to ground fault location based on distribution automation systems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 1 ）： 145 - 149 .

宋伊宁，李天友，薛永端，等 . 基于配电自动化系统的分布式小电流接地故障定位方法［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 4 ）： 102 - 109 .

SONG Yining ， LI Tianyou ， XUE Yongduan ， et al . Distributed small-current grounding fault locating method based on power distribution network automation system ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 4 ）： 102 - 109 .

郭上华，宋国兵，张维，等 . 一种无信道配电网单相接地故障自愈方案［J］. 供用电， 2015 ， 32 （ 8 ）： 64 - 70 .

GUO Shanghua ， SONG Guobing ， ZHANG Wei ， et al . A self-healing solution of single-phase ground fault for distribution network without communication ［J］. Distribution & Utilization ， 2015 ， 32 （ 8 ）： 64 - 70 .

GEORGIEV D ， RANGELOV Y ， KAMENOV Y . Risk assessment on auto-reclosing for mixed overhead-cable lines ［C］// 2021 13th Electrical Engineering Faculty Conference （BulEF）， September 8-11 ， 2021 ， Varna， Bulgaria .

葛耀中 . 在单相自动重合闸过程中判别瞬时故障和永久故障的方法［J］. 西安交通大学学报， 1984 ， 18 （ 2 ）： 23 - 31 .

GE Yaozhong . Method of distinguishing between instant and permanent faults during automatic single-phase reclosing ［J］. Journal of Xi’an Jiaotong University ， 1984 ， 18 （ 2 ）： 23 - 31 .

供电系统用户供电可靠性评价规程： DL/T 836—2003 ［S］. 北京：中国电力出版社， 2003 .

Reliability evaluation code for customer service in power supply system ： DL/T 836—2003 ［S］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2003 .

李霞，周霞，陈旦，等 . 我国2021年度供电可靠性的现状分析与展望［J］. 供用电， 2022 ， 39 （ 8 ）： 85 - 92 .

LI Xia ， ZHOU Xia ， CHEN Dan ， et al . Analysis and prospect of power supply reliability in China in 2021 ［J］. Distribution & Utilization ， 2022 ， 39 （ 8 ）： 85 - 92 .

邹明浩 . 梅州电网10 kV全电缆线路投退重合闸运行分析［J］. 农村电气化， 2021 （ 4 ）： 24 - 25 .

ZOU Minghao . Operation analysis in-service and break contact of reclosing in all cable line in Meizhou 10 kV power network ［J］. Rural Electrification ， 2021 （ 4 ）： 24 - 25 .

梁振锋，索南加乐，宋国兵，等 . 输电线路自适应重合闸研究综述［J］. 电力系统保护与控制， 2013 ， 41 （ 6 ）： 140 - 147 .

LIANG Zhenfeng ， SUONAN Jiale ， SONG Guobing ， et al . Research review of adaptive reclosure in transmission lines ［J］. Power System Protection and Control ， 2013 ， 41 （ 6 ）： 140 - 147 .

沈军，舒治淮，陈军，等 . 自适应重合闸在电力系统中的应用实践［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 6 ）： 152 - 156 .

SHEN Jun ， SHU Zhihuai ， CHEN Jun ， et al . Application of adaptive auto-reclosure in power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 6 ）： 152 - 156 .

程玲，徐玉琴，宋秭霖 . 基于电弧小波谱能量分析的输电线路单相自适应重合闸［J］. 电网技术， 2007 ， 31 （ 24 ）： 81 - 85 .

CHENG Ling ， XU Yuqin ， SONG Zilin . Single-pole adaptive reclosure of transmission line based on arc models and wavelet spectrum energy analysis ［J］. Power System Technology ， 2007 ， 31 （ 24 ）： 81 - 85 .

RADOJEVIC Z M ， SHIN J R . New digital algorithm for adaptive reclosing based on the calculation of the faulted phase voltage total harmonic distortion factor ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2007 ， 22 （ 1 ）： 37 - 41 .

李猛，宁家兴，和敬涵，等 . 基于模型校核的柔性直流输电线路自适应重合闸方案［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 9 ）： 191 - 199 .

LI Meng ， NING Jiaxing ， HE Jinghan ， et al . Adaptive reclosing scheme for flexible DC transmission line based on model verification ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 9 ）： 191 - 199 .

宁家兴，和敬涵，李猛，等 . 真双极柔性直流系统单极接地故障熄弧时刻识别策略［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 13 ）： 121 - 129 .

NING Jiaxing ， HE Jinghan ， LI Meng ， et al . Identification strategy for arc extinction time of single-pole grounding fault in true bipolar flexible DC system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 13 ）： 121 - 129 .

梁振锋，索南加乐，康小宁，等 . 利用自由振荡频率识别的三相重合闸永久性故障判别［J］. 中国电机工程学报， 2013 ， 33 （ 7 ）： 124 - 130 .

LIANG Zhenfeng ， SUONAN Jiale ， KANG Xiaoning ， et al . Permanent faults identification using free oscillation frequency for three-phase reclosure on transmission lines with shunt reactors ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2013 ， 33 （ 7 ）： 124 - 130 .

王庆庆，王慧芳，林达，等 . 基于并联电抗器差模电流波形特征的三相自适应重合闸永久性故障识别［J］. 电网技术， 2015 ， 39 （ 4 ）： 1127 - 1132 .

WANG Qingqing ， WANG Huifang ， LIN Da ， et al . Identification of permanent faults for three-phase adaptive reclosure based on waveform characteristics of differential mode currents in shunt reactors ［J］. Power System Technology ， 2015 ， 39 （ 4 ）： 1127 - 1132 .

ZHU K ， LV R D . A three-phase adaptive reclosure technology for distribution feeders based on parameter identification ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2019 ， 34 （ 6 ）： 2173 - 2181 .

朱珂，李德强，妥建军，等 . 主动扰动技术在停电配电线路相间故障检测中的应用［J］. 电力自动化设备， 2017 ， 37 （ 1 ）： 191 - 196 .

ZHU Ke ， LI Deqiang ， TUO Jianjun ， et al . Application of active disturbance technology in detecting interphase fault of de-energized distribution lines ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2017 ， 37 （ 1 ）： 191 - 196 .

廖宏宇，康小宁，袁燕磊，等 . 利用注入信号的配电网自适应三相重合闸研究［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 7 ）： 2623 - 2630 .

LIAO Hongyu ， KANG Xiaoning ， YUAN Yanlei ， et al . Adaptive three-phase reclosing device of distribution network based on injected signals ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 7 ）： 2623 - 2630 .

LONG X ， XU W ， LI Y W . A new technique to detect faults in de-energized distribution feeders： Part Ⅰ scheme and asymmetrical fault detection ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2011 ， 26 （ 3 ）： 1893 - 1901 .

LONG X ， LI Y W ， XU W ， et al . A new technique to detect faults in de-energized distribution feeders： Part Ⅱ symmetrical fault detection ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2011 ， 26 （ 3 ）： 1902 - 1910 .

刘健，张志华，芮俊，等 . 一二次配合的配电线路自适应重合闸［J ］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 22 ）： 26 - 32 .

LIU Jian ， ZHANG Zhihua ， RUI Jun ， et al . Adaptive reclosing of distribution lines based on primary and secondary device coordination ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 22 ）： 26 - 32 .

陈海东，蒙飞，赵磊，等 . 利用分布式电源注入信号的配电线路故障性质识别技术［J］. 高压电器， 2022 ， 58 （ 12 ）： 123 - 129 .

CHEN Haidong ， MENG Fei ， ZHAO Lei ， et al . Fault identification technology for distribution line based on distributed generation injection signal ［J］. High Voltage Apparatus ， 2022 ， 58 （ 12 ）： 123 - 129 .

张冬波 . 10 kV配电网相控重合闸策略研究及应用［D］. 大连：大连理工大学， 2016 .

ZHANG Dongbo . Research and application of controlled reclosing strategy for 10 kV distribution network ［D］. Dalian ： Dalian University of Technology ， 2016 .

RAOUFAT M E ， TAALIMI A ， TOMSOVIC K ， et al . Event analysis of pulse-reclosers in distribution systems through sparse representation ［C］// International Conference on Intelligent System Application to Power Systems（ISAP）， September 17 - 20 ， San Antonio， USA ： 1 - 6 .

张维，宋国兵，豆敏娜，等 . 基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法［J］. 电力系统保护与控制， 2019 ， 47 （ 18 ）： 60 - 67 .

ZHANG Wei ， SONG Guobing ， DOU Minna ， et al . A quick fault location and isolation method in distribution network based on adaptive reclosure ［J］. Power System Protection and Control ， 2019 ， 47 （ 18 ）： 60 - 67 .

李浩，宋国兵，樊艳芳，等 . 利用分相开关探测的配电网永久性故障识别方法［J］. 电力系统保护与控制， 2023 ， 51 （ 5 ）： 11 - 21 .

LI Hao ， SONG Guobing ， FAN Yanfang ， et al . Permanent fault identification method of a distribution network based on detection using a phase segregated switch ［J］. Power System Protection and Control ， 2023 ， 51 （ 5 ）： 11 - 21 .

朱珂，宋玉涛，徐玉刚，等 . 一种配电线路有源自适应重合闸技术研究［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 3 ）： 993 - 999 .

ZHU Ke ， SONG Yutao ， XU Yugang ， et al . An active adaptive reclosing scheme for distribution lines ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 3 ）： 993 - 999 .

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