参数不对称配电线路的等效模型与接地故障检测方法

刘宝稳; 曾祥君; 马宏忠; 王晨雨; 万子雄

doi:10.7500/AEPS20210923004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

参数不对称配电线路的等效模型与接地故障检测方法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 参数不对称配电线路的等效模型与接地故障检测方法
- Equivalent Model and Grounding Fault Detection Method for Distribution Lines with Asymmetry Parameters
- 电力系统自动化 2022年46卷第13期页码：159-167
- 作者机构：
  
  1.河海大学能源与电气学院,江苏省南京市 211100
  2.智能电网运行与控制湖南省重点实验室(长沙理工大学),湖南省长沙市 410114
- 作者简介：
  
  刘宝稳(1988—)，男，通信作者，博士，讲师，硕士生导师，主要研究方向：小电流接地系统接地故障检测、消弧及中性点有源柔性控制、电气设备故障诊断。E-mail：lbw_5566@163.com
  曾祥君(1972—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统微机保护与控制。E-mail：eexjzeng@qq.com
  马宏忠(1962—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电气设备状态监测与故障诊断、电能质量监控等。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金重点资助项目(51737002);江苏省自然科学基金青年基金资助项目(BK20190490);中国博士后科学基金面上项目(2020M671318)
- DOI：10.7500/AEPS20210923004
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-09-23，
  
  修回日期：2022-01-17，
  
  网络出版日期：2022-03-30，
  
  纸质出版日期：2022-07-10
- 稿件说明：
移动端阅览
刘宝稳,曾祥君,马宏忠等.参数不对称配电线路的等效模型与接地故障检测方法[J].电力系统自动化,2022,46(13):159-167.

LIU Baowen,ZENG Xiangjun,MA Hongzhong,et al.Equivalent Model and Grounding Fault Detection Method for Distribution Lines with Asymmetry Parameters[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(13):159-167.
刘宝稳,曾祥君,马宏忠等.参数不对称配电线路的等效模型与接地故障检测方法[J].电力系统自动化,2022,46(13):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20210923004.

LIU Baowen,ZENG Xiangjun,MA Hongzhong,et al.Equivalent Model and Grounding Fault Detection Method for Distribution Lines with Asymmetry Parameters[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(13):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20210923004.

摘要

为了提升配电网高阻接地故障检测的灵敏度，提出基于配电线路参数不对称度跟踪监测的单相接地故障检测方法。针对配电网各线路分布参数具有随机差异性的特征，定义了表征线路参数不对称的参量，论证了配电线路形成零序电流的临界条件和流通路径，建立了计及线路参数不对称随机差异性的配电网零序网络等值运算模型，提出了配电线路对地阻抗和不对称度等参量测量方法，实现了单相接地故障选线、选相和过渡电阻测量。根据故障类型优选故障检测方案，高阻接地时人为调控零序电压提高故障检测灵敏性，低阻故障时仅依赖零序电气信息变化量快速检测故障。仿真实验结果验证了所提检测方法的有效性。

Abstract

In order to improve the sensitivity of high-resistance grounding fault detection in distribution networks

a single-phase grounding fault detection method for tracking and monitoring parameter asymmetry of distribution lines is proposed. Aiming at the random difference characteristics of distribution parameters of lines in the distribution network

the parameters characterizing the parameter asymmetry of lines are defined

the critical conditions and flow path of generating zero-sequence current of distribution lines are demonstrated

the equivalent operation model of the zero-sequence network for the distribution network considering the asymmetric random difference of line parameters is established

and the measurement methods of parameters such as distribution line impedance to ground and asymmetry are proposed to realize single-phase grounding fault line selection

phase selection and transition resistance measurement. The fault detection scheme is optimized according to the fault types. In the case of high-resistance grounding

the zero-sequence voltage is artificially adjusted to improve the sensitivity of fault detection. In the case of a low-resistance fault

the fault is quickly detected only relying on the change of zero-sequence electrical information. Simulation experiment results verify the effectiveness of the proposed detection method.

关键词

Keywords

references

要涣年，曹梅月 . 电力系统谐振接地［M］. 北京：中国电力出版社， 2000 ： 33 - 37 ．

YAO Huannian ， CAO Meiyue . Resonance grounding of power system ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2000 ： 33 - 37 ．

梁栋，徐丙垠，王鹏玮 . 10 kV架空导线单相触树接地故障检测方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 14 ）： 149 - 157 .

LIANG Dong ， XU Bingyin ， WANG Pengwei . Detection method for tree-contact single-phase-to-ground fault of 10 kV overhead line ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 14 ）： 149 - 157 .

LIU Baowen ， MA Hongzhong ， XU Honghua ， et al . Single-phase-to-ground fault detection with distributed parameters analysis in non-direct grounded systems ［J］. CSEE Journal of Power and Energy Systems ， 2019 ， 5 （ 1 ）： 139 - 147 ．

OZANSOY C . Performance analysis of skewness methods for asymmetry detection in high impedance faults ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2020 ， 35 （ 6 ）： 4952 - 4955 .

王宾，崔鑫，董新洲 . 配电线路弧光高阻故障检测技术综述［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 1 ）： 96 - 107 .

WANG Bin ， CUI Xin ， DONG Xinzhou . Overview of arc high impedance grounding fault detection Technologies in distribution system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 1 ）： 96 - 107 .

张保会，尹项根 . 电力系统继电保护［M］. 北京：中国电力出版社， 2009 ： 43 - 58 ．

ZHANG Baohui . YIN Xianggen . Power system protective relaying ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2009 ： 43 - 58 ．

刘万顺，黄少峰，徐玉琴 . 电力系统故障分析［M］. 3版 . 北京：中国电力出版社， 2010 ： 94 - 100 ．

LIU Wanshun ， HUANG Shaofeng ， XU Yuqin . Power system fault analysis ［M］. 3rd ed . Beijing ： China Electric Power Press ， 2010 ： 94 - 100 ．

吴麟琳，黄少锋 . 平行双回线对反时限零序电流保护的影响及改进算法［J］. 电网技术， 2013 ， 37 （ 3 ）： 707 - 712 ．

WU Linlin ， HUANG Shaofeng . Influence of parallel double-circuit transmission lines on inverse-time zero-sequence current protection and its improved algorithm ［J］. Power System Technology ， 2013 ， 37 （ 3 ）： 707 - 712 ．

GARGOOM A ， AMANULLAH M T O ， CAVANAGH M . A method for calculating the asymmetry in the shunt parameters of power lines in compensated distribution networks ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2020 ， 35 （ 5 ）： 2168 - 2176 .

薛永端，李广，徐丙垠 . 利用熄弧后暂态信息测量谐振接地系统的对地电容［J］. 电工技术学报， 2020 ， 35 （ 7 ）： 1521 - 1528 .

XUE Yongduan ， LI Guang ， XU Bingyin . Measuring method of capacitance to ground in resonant grounding system based on transient information after arc extinguishing ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2020 ， 35 （ 7 ）： 1521 - 1528 .

BARIK M A ， GARGOOM A ， MAHMUD M A ， et al . A decentralized fault detection technique for detecting single phase to ground faults in power distribution systems with resonant grounding ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2018 ， 33 （ 5 ）： 2462 - 2473 .

韦莉珊，贾文超，焦彦军 . 基于导纳不对称原理的小电流接地系统选线方案［J］. 电力自动化设备， 2020 ， 40 （ 3 ）： 162 - 167 .

WEI Lishan ， JIA Wenchao ， JIAO Yanjun . Fault line selection scheme in small current grounding system based on admittance asymmetry principle ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2020 ， 40 （ 3 ）： 162 - 167 .

王文轩，程力涵，樊轶，等 . 不依赖零序电压的配电站所接地故障识别方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 122 - 129 .

WANG Wenxuan ， CHENG Lihan ， FAN Yi ， et al . Identification method of grounding fault for distribution station independent of zero-sequence voltage ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 122 - 129 .

曾祥君，卓超，喻锟，等 . 基于接地变压器绕组分档调压干预的配电网主动降压消弧与保护新方法［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 5 ）： 1523 - 1533 ．

ZENG Xiangjun ， ZHUO Chao ， YU Kun ， et al . A novel method of faults arc extinguishing and feeder protection based on voltage regulating intervention with grounding transformer winding taps for distribution networks ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 5 ）： 1523 - 1533 ．

薛永端，任伟，唐毅，等 . 基于热稳定原理的中性点小电阻接地系统间歇接地故障保护［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 18 ）： 122 - 130 .

XUE Yongduan ， REN Wei ， TANG Yi ， et al . Intermittent grounding fault protection based on principle of thermal stability for low resistance neutral grounded system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 18 ）： 122 - 130 .

PANDAKOV K ， HØIDALEN H K ， TRÆTTEBERG S . An additional criterion for faulty feeder selection during ground faults in compensated distribution networks ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2018 ， 33 （ 6 ）： 2930 - 2937 .

喻锟，邹豪，曾祥君，等 . 谐振接地配电网对地绝缘参数双端谐振测量新方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 12 ）： 154 - 161 .

YU Kun ， ZOU Hao ， ZENG Xiangjun ， et al . A novel double-terminal resonant measurement method of insulation-to-ground parameters for resonant grounding distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 154 - 161 .

刘宝稳，李晓波 . 跟踪补偿消弧装置变参调谐通用方法［J］. 电力系统及其自动化学报， 2015 ， 27 （ 9 ）： 1 - 6 ．

LIU Baowen ， LI Xiaobo . General automatic tuning method of change parameters arc-suppression coil compensation device ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2015 ， 27 （ 9 ）： 1 - 6 ．

李晓波，刘宝稳，王崇林 . 谐振接地系统零序电压轨迹及精确控制方法［J］. 电网技术， 2013 ， 37 （ 9 ）： 2669 - 2674 ．

LI Xiaobo ， LIU Baowen ， WANG Chonglin . Zero-sequence voltage locus of resonant grounded system and its accurate control ［J］. Power System Technology ， 2013 ， 37 （ 9 ）： 2669 - 2674 .

周兴达，陆帅，陈杨明，等 . 基于SVG两相电流注入的配电网单相接地故障消弧方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 10 ）： 142 - 149 .

ZHOU Xingda ， LU Shuai ， CHEN Yangming ， et al . Single-phase-to-ground fault arc-extinguishing method for distribution network based on SVG two-phase current injection ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 10 ）： 142 - 149 ．

刘宝稳，曾祥君，张慧芬，等 . 注入电流馈线分布特征及其在接地故障检测中的应用［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 7 ）： 2731 - 2740 .

LIU Baowen ， ZENG Xiangjun ， ZHANG Huifen ， et al ． Distribution model of injection current in feeder and its application in single phase to ground fault detection ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 7 ）： 2731 - 2740 .

杨磊，曾祥君，喻锟，等 . 新型谐振接地系统接地故障全补偿方法［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 11 ）： 57 - 62 ．

YANG Lei ， ZENG Xiangjun ， YU Kun ， et al . Novel method of full compensation for grounding fault of resonant grounding system ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 11 ）： 57 - 62 ．

刘宝稳，马宏忠，沈培锋，等 . 新型接地故障基波电流全补偿柔性控制系统［J］. 中国电机工程学报， 2016 ， 36 （ 9 ）： 2322 - 2330 ．

LIU Baowen ， MA Hongzhong ， SHEN Peifeng ， et al . New flexible control system of full compensation single-phase ground fault fundamental current ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2016 ， 36 （ 9 ）： 2322 - 2330 ．

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于零序突变量的配电网单相接地故障检测与定位方法

考虑电容投切扰动的配电网高阻接地故障检测方法

中性点直接接地电网单相串联铁磁谐振检测与类型辨识