基于零序导纳变化的跨线异名相两点相继接地故障检测

薛永端; 亓志滨; 蔡卓远; 仉志华; 王超; 徐丙垠

doi:10.7500/AEPS20220504004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于零序导纳变化的跨线异名相两点相继接地故障检测

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于零序导纳变化的跨线异名相两点相继接地故障检测
- Cross-line Different-phase Two-point Successive Grounding Fault Detection Based on Change of Zero-sequence Admittance
- 电力系统自动化 2023年47卷第7期页码：174-183
- 作者机构：
  
  1.中国石油大学（华东）新能源学院，山东省青岛市 266580
  2.山东理工大学智能电网研究院，山东省淄博市 255049
- 作者简介：
  
  薛永端(1970—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：配电网接地保护与电气安全防护。E-mail：xueyd70@126.com
  亓志滨(1998—)，男，通信作者，硕士研究生，主要研究方向：配电网接地故障检测。E-mail：qizhibin90@126.com
  蔡卓远(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电气火灾。E-mail：lyczy299@126.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52077221)
- DOI：10.7500/AEPS20220504004
  中图分类号：
- 收稿：2022-05-04，
  
  修回：2022-09-13，
  
  网络出版：2023-03-08，
  
  纸质出版：2023-04-10
- 稿件说明：
移动端阅览
薛永端,亓志滨,蔡卓远等.基于零序导纳变化的跨线异名相两点相继接地故障检测[J].电力系统自动化,2023,47(7):174-183.

XUE Yongduan,QI Zhibin,CAI Zhuoyuan,et al.Cross-line Different-phase Two-point Successive Grounding Fault Detection Based on Change of Zero-sequence Admittance[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(7):174-183.
薛永端,亓志滨,蔡卓远等.基于零序导纳变化的跨线异名相两点相继接地故障检测[J].电力系统自动化,2023,47(7):174-183. DOI： 10.7500/AEPS20220504004.

XUE Yongduan,QI Zhibin,CAI Zhuoyuan,et al.Cross-line Different-phase Two-point Successive Grounding Fault Detection Based on Change of Zero-sequence Admittance[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(7):174-183. DOI： 10.7500/AEPS20220504004.

摘要

小电流接地系统中普通单相接地的故障检测技术已逐渐成熟，但一些特殊的接地故障的特征与检测方法仍需深入研究。文中针对不接地系统与谐振接地系统发生的跨线异名相两点相继接地故障，建立了等值电路模型，分析了后发接地故障前后故障路径与非故障路径的电气量特征。分析发现非故障路径零序导纳始终不变，而在两个接地点过渡电阻均小于3 000 Ω的条件下，故障路径零序导纳的模值或相角至少有一项存在明显差异。基于此，提出了基于零序导纳变化的小电流接地系统跨线异名相两点相继接地时后发故障检测方法，可进一步实现后发故障选线与定位。基于数字仿真和实际故障数据验证了故障特征分析的正确性与检测方法的可行性。

Abstract

The fault detection technology of common single-phase grounding fault in non-solidly grounded system has gradually matured

but the characteristics and detection methods for some special grounding faults still need further study. In this paper

the equivalent circuit model is established for the cross-line different-phase two-point successive grounding fault in the non-grounded system and the resonant grounded system

and the electrical characteristics of the fault path and the non-fault path before and after the grounding fault are analyzed. The analysis shows that the zero-sequence admittance of the non-fault path remains unchanged

but under the condition that the transition resistance of the two grounding points is less than 3 000 Ω

there is a significant difference in at least one of the module values or phase angles of the zero-sequence admittance of the fault path. Based on this

a method for detecting the later fault of the cross-line different-phase two-point successive grounding faults in non-solidly grounded system based on the change of zero-sequence admittance is proposed

which can further realize the later fault line selection and location. Based on digital simulation and actual fault data

the correctness of fault feature analysis and the feasibility of detection method are verified.

关键词

Keywords

references

徐丙垠，薛永端，冯光，等 . 配电网接地故障保护若干问题的探讨［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 20 ）： 1 - 7 .

XU Bingyin ， XUE Yongduan ， FENG Guang ， et al . Discussion on several problems of earthing fault protection in distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 20 ）： 1 - 7 .

徐丙垠，李天友，薛永端 . 配电网继电保护与自动化［M］. 北京：中国电力出版社， 2017 .

XU Bingyin ， LI Tianyou ， XUE Yongduan . Relaying protection and automation of distribution networks ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2017 .

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 .

张明一，孙元章，黎雄，等 . 改进时域反演算法在配电网故障定位中的应用［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 15 ）： 101 - 108 .

ZHANG Mingyi ， SUN Yuanzhang ， LI Xiong ， et al . Application of improved time reversal algorithm in fault location for distribution network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 15 ）： 101 - 108 .

刘健，张志华，李云阁，等 . 基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 12 ）： 169 - 177 .

LIU Jian ， ZHANG Zhihua ， LI Yunge ， et al . Automatic processing of single-phase grounding fault in distribution network based on fault phase grounding ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 169 - 177 .

张利，杨鹏，司冬梅，等 . 基于零序功率方向的中性点不接地系统在线故障定位［J］. 电力系统自动化， 2008 ， 32 （ 17 ）： 79 - 82 .

ZHANG Li ， YANG Peng ， SI Dongmei ， et al . Online fault location of neutral point ungrounded distribution network based on zero-sequence power direction ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2008 ， 32 （ 17 ）： 79 - 82 .

LIN X N ， SUN J W ， KURSAN I ， et al . Zero-sequence compensated admittance based faulty feeder selection algorithm used for distribution network with neutral grounding through Peterson-coil ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2014 ， 63 ： 747 - 752 .

常仲学，宋国兵，黄炜，等 . 基于相电压电流突变量特征的配电网单相接地故障区段定位方法［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 7 ）： 2363 - 2370 .

CHANG Zhongxue ， SONG Guobing ， HUANG Wei ， et al . Phase voltage and current fault components based fault segment location method under single-phase earth fault in distribution network ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 7 ）： 2363 - 2370 .

DING X B ， SHI Z B ， YU J ， et al . Protection method of small current grounding system based on phase current variation ［C］// 2020 IEEE 4th Conference on Energy Internet and Energy System Integration ， October 30-November 1， Wuhan， China .

王雪文，石访，张恒旭，等 . 基于暂态能量的小电流接地系统单相接地故障区段定位方法［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 3 ）： 818 - 825 .

WANG Xuewen ， SHI Fang ， ZHANG Hengxu ， et al . A single-phase earth fault location method based on transient energy for non-effectively grounded system ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 3 ）： 818 - 825 .

薛永端，李娟，陈筱薷，等 . 谐振接地系统高阻接地故障暂态选线与过渡电阻辨识［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 17 ）： 5037 - 5048 .

XUE Yongduan ， LI Juan ， CHEN Xiaoru ， et al . Faulty feeder selection and transition resistance identification of high impedance fault in a resonant grounding system using transient signals ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 17 ）： 5037 - 5048 .

王建元，朱永涛，秦思远 . 基于方向行波能量的小电流接地系统故障选线方法［J］. 电工技术学报， 2021 ， 36 （ 19 ）： 4085 - 4096 .

WANG Jianyuan ， ZHU Yongtao ， QIN Siyuan . Fault line selection method for small current grounding system based on directional traveling wave energy ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2021 ， 36 （ 19 ）： 4085 - 4096 .

刘伟生，徐丙垠，刘远龙，等 . 基于暂态电流的小电流接地故障分界方法［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 24 ）： 157 - 162 .

LIU Weisheng ， XU Bingyin ， LIU Yuanlong ， et al . Transient current based demarcation method of small current grounding fault ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 24 ）： 157 - 162 .

金鑫，薛永端，彭振华，等 . 仅利用零序电流的谐振接地系统接地故障方向算法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 9 ）： 164 - 170 .

JIN Xin ， XUE Yongduan ， PENG Zhenhua ， et al . Grounding fault direction algorithm using zero-sequence current in resonant grounding system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 9 ）： 164 - 170 .

薛永端，张秋凤，颜廷纯，等 . 综合暂态与工频信息的谐振接地系统小电流接地故障选线［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 24 ）： 80 - 85 .

XUE Yongduan ， ZHANG Qiufeng ， YAN Tingchun ， et al . Faulty feeder identification based on combined transient and power-frequency components in resonant grounded systems ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 24 ）： 80 - 85 .

冯光，管廷龙，王磊，等 . 利用电流-电压导数线性度关系的小电流接地系统接地故障选线［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 1 ）： 302 - 311 .

FENG Guang ， GUAN Tinglong ， WANG Lei ， et al . Grounding fault line selection of non-solidly grounding system based on linearity of current and voltage derivative ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 1 ）： 302 - 311 .

欧阳健娜，俞小勇，周杨珺，等 . 配网线路两点相继接地故障选线方法［J］. 南方电网技术， 2020 ， 14 （ 6 ）： 81 - 89 .

OUYANG Jianna ， YU Xiaoyong ， ZHOU Yangjun ， et al . A fault line selection method for two-point successive grounding of power distribution lines ［J］. Southern Power System Technology ， 2020 ， 14 （ 6 ）： 81 - 89 .

吴凤翔，顾兆雄 . 小电流接地系统两点接地故障仿真分析［J］. 上海电力大学学报， 2020 ， 36 （ 6 ）： 524 - 528 .

WU Fengxiang ， GU Zhaoxiong . Analysis of the cross-country grounded fault in the low current grounded system ［J］. Journal of Shanghai University of Electric Power ， 2020 ， 36 （ 6 ）： 524 - 528 .

吴争荣，蔡颖倩，张俊潇，等 . 消弧线圈接地系统同母多回线相继故障分析［J］. 高电压技术， 2017 ， 43 （ 7 ）： 2402 - 2409 .

WU Zhengrong ， CAI Yingqian ， ZHANG Junxiao ， et al . Fault analysis on successive fault of multi-feeders connected to the same bus in resonant grounding system ［J］. High Voltage Engineering ， 2017 ， 43 （ 7 ）： 2402 - 2409 .

张宗熙，薛永端，董立明，等 . 不接地系统同名相两点接地故障工频特征及选线［J］. 电力系统及其自动化学报， 2022 ， 34 （ 9 ）： 9 - 16 .

ZHANG Zongxi ， XUE Yongduan ， DONG Liming ， et al . Power frequency characteristics and line selection under two point grounding faults occurring in same phase in isolated neutral system ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2022 ， 34 （ 9 ）： 9 - 16 .

互感器第5部分：电容式电压互感器的补充技术要求： GB/T 20840.5—2013 ［S］. 北京：中国标准出版社， 2013 .

Instrument transformers—Part 5： additional requirements for capacitor voltage transformers ： GB/T 20840.5—2013 ［S］. Beijing ： Standards Press of China ， 2013 .

互感器第2部分：电流互感器的补充技术要求： GB/T 20840.2—2014 ［S］. 北京：中国标准出版社， 2015 .

Instrument transformers—Part 2： additional requirements for current transformers ： GB/T 20840.2—2014 ［S］. Beijing ： Standards Press of China ， 2015 .

李福寿 . 中性点非有效接地电网的运行［M］. 北京：水利电力出版社， 1993 .

LI Fushou . Operation of neutral non-effectively grounded power grid ［M］. Beijing ： Hydraulic Power Press ， 1993 .

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

跨线相继接地故障暂态特征与暂态选线方法适用性