自動重合閘因可以有效提高供電可靠性而在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，但其重合的盲目性會給系統(tǒng)及設(shè)備造成不利影響，為此國內(nèi)學(xué)者提出了重合之前實(shí)時判斷故障性質(zhì)進(jìn)而決定是否重合的配電線路自適應(yīng)重合閘技術(shù)并取得了豐碩的研究成果。

而近年來隨著配網(wǎng)電纜的廣泛應(yīng)用，混合線路大量涌現(xiàn)，使得配電線路重合閘的使用處于兩難境地，對配網(wǎng)的供電可靠性造成了影響。因此，研究配電線路自適應(yīng)重合閘技術(shù)具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。

現(xiàn)有的自適應(yīng)重合閘研究主要針對高壓輸電線路，文獻(xiàn)[6-8]基于跳閘后故障相線路端電壓的暫態(tài)特性建立單相自適應(yīng)重合閘判據(jù)。文獻(xiàn)[9-11]針對帶并聯(lián)電抗器輸電線路，基于跳閘后并聯(lián)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(yīng)重合閘判據(jù)。文獻(xiàn)[12-14]基于多個實(shí)測電氣量，利用參數(shù)識別原理，通過對假設(shè)電路模型中個別參數(shù)的求解來判斷故障性質(zhì)。

國內(nèi)配電網(wǎng)主要采用中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，發(fā)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(yīng)重合閘技術(shù)借助停電線路的殘存電氣信息判定故障性質(zhì)，因此需要外加激勵來檢測停電線路是否帶有故障。

文獻(xiàn)[15,16]利用特殊的斷路器直接將上游系統(tǒng)電源短時加到停電配電線路，通過檢測分析所產(chǎn)生電流的幅值以判斷配電線路是否存在故障。文獻(xiàn)[17]利用高壓電容對停電線路高頻振蕩放電所產(chǎn)生的行波來判別故障性質(zhì)。文獻(xiàn)[18,19]利用兩個變壓器間串聯(lián)一晶閘管構(gòu)成斷路器并聯(lián)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(yīng)對線路進(jìn)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(diǎn)，但作為一種配電線路自適應(yīng)重合閘技術(shù)來說可實(shí)施性不強(qiáng)，難以得到有效推廣。文獻(xiàn)[20]提出在饋線低壓側(cè)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(jìn)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(fù)載的存在。饋線停電后常帶有補(bǔ)償電容器及其他容性負(fù)荷，導(dǎo)致停電線路的頻率響應(yīng)異常復(fù)雜，難以基于饋線諧波阻抗變化規(guī)律有效地判定故障性質(zhì)。

本文針對配電線路提出了一種故障性質(zhì)判別方法，通過配電變壓器低壓側(cè)施加激勵獲取饋線頻率響應(yīng)，基于含容性負(fù)荷在內(nèi)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(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行有效辨識，進(jìn)而判定故障性質(zhì)以指導(dǎo)重合閘的投入與否。理論、仿真分析和模擬實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了該方法的有效性。

圖13 模擬實(shí)驗(yàn)接線圖

結(jié)論

針對當(dāng)前國內(nèi)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(cè)接入激勵源?；诋a(chǎn)生的暫態(tài)電壓、電流并結(jié)合模型辨識原理得到不同故障性質(zhì)下參考參數(shù)頻率特性，進(jìn)而判別線路故障性質(zhì)，決定相應(yīng)斷路器是否進(jìn)行重合。理論計(jì)算、仿真分析及模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的有效性，為國內(nèi)配電線路自適應(yīng)重合閘技術(shù)研究提供了值得借鑒的思路。