2024年3月11日发(作者：)

电力科技・Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

配电网两相接地短路故障定位与供电恢复

蒋　　涛　／　陕西省地方电力（集团）有限公司汉阴县供电分公司　

【摘　　要】配电网两相接地短路故障是常见的故障，对用电安全造成严重影响。为促进电力事业的稳定发展，本文首先介绍了两相接地短

路故障的定位，最后在此基础上，提出了几点供电恢复的策略。

【关键词】配电网；两相接地短路；故障定位；供电恢复

电力事业关乎民生福祉，在经济发展的不断加快的背景下，

各行各业对于供电质量的要求也越来越高

【１】

，保证供电稳定是电

力系统的工作基础。两相接地短路是一种较为常见的配电网故障

类型，以下本文就以两相接地故障作为研究对象，对其故障定位

与供电恢复展开探讨，具体如下。

１．　两相接地短路的故障定位

１．１　两相接地短路故障

当配电网某一区域出现两相接地故障时，会出现以下几种故

障表现。

１．１．１母线零序电压发生变化，升至阈值以上

【２】

。

１．１．２出现接地短路故障的两相，接地点上游区域的开关会通

过通过电压变化后发生相应改变的故障电流。

１．１．３接地点上游区域的开关或断路器会因故障电流出现跳闸

断路，使故障电流被阻断。

１．２故障定位

首先，调动定位程序。假若该配电网主要是以中性点非有效

接地的开关运行为主，如果出现上述三种情况，我们可以判断其

由于两相接地短路而导致故障出现。因此，我们可以采用两相接

地短路故障定位系统来实现故障位置的定位。其次，短路区位的

判断。倘若该配电网主要是以中性点非有效接地为主，当其处于

开环情况下，发生了ｍ、ｎ两相接地短路，其中，ｍ和ｎ在上述三

种情况范围中，那么，ｍ相接地存在以末端检测到ｍ相过流开关

在端点的下方，我们可以根据ｍ相的接地位置来判断出ｎ相的接

地位置

【３】

。例如，在接地故障中，由于只具备一个开关Ｓ１，Ａ也

只能通过ａ相过流，那么我们就可以得知，该系统中出现短路故

障的是ａ，具体方位在Ａ端点下方，也就是ＡＢＣ三者相接的位置。

１．３　故障信号的收集

要想对上述故障位置进行中正确的判断，我们可以通过加大

相关故障信号、信息收集和整理的方式得以实现。首先，借助地

调自动化系统，对相关信息进行传播，例如，断路器运行信息、

保护动作信息以及零序电压信息等。此外，为了实现信息的传播，

还要把馈线终端单元以及故障指示设备等装置面向配电自动化系

统。例如，对电路的分流状况以及设备开关状况等进行检测。目前，

投建应用的配网自动化系统一般只是在出现线路故障监测的方位

安置两相电流互感器，并且，原始的配网线路终端过流信息执行

的分类报告开始被合并过流信息上报所取代，而这种现象的出现

就很容易导致两相接地出现短路故障。

２．两相接地短路故障的供电恢复

２．１两相接地短路故障隔离

当两相接地出现短路故障之后，即使有一些断路器出现了跳

闸，然而，却没有把接地故障控制在一个狭小的范畴内，因此，

为了实现两相接地短路故障隔离，需要配电自动化主站结合两相

接地出现短路故障的具体方位，应用远程调控的方式进行故障控

制。为了构建一个安全的接地故障隔离地带，我们只要把该地带

的全部开关进行切断即可

【４】

。按照有关流程，在允许的情况下，

把中性点非有效接地的配电网利用单相接地方式进行运作，但是

在此期间，会给其他两相对地电压带来一定的影响。所以，在允

许单相接地运作的情况下，２处接地区域只要对其中一个进行隔

离就可以，但是要隔离哪一个，要结合实际情况，采用合理的方

式进行隔离。针对在进行单相接地状态运行时，因为出现对地绝

缘击穿的现象，使得两相接地出现短路故障的情况下，则坚决不

可以进行单相接地运行，同时还要把２处接地区域进行隔离处理。

２．２两相接地短路故障的供电恢复策略

两相接地短路故障的供电恢复原则，是确保受到影响的符负

荷能够及时的恢复供电。

２．２．１不允许单相接地运行的情况。

不允单相接地运行的情形，主要的目的是为了获得供电恢复，

其开关主要的操作顺序如下所示：

步骤１：在开关操作前，首先要分析每个开关所处的状态，

是并且把分析的结果储存在Ｗ１和Ｗ２当中，用ｗｉｊ＝０（ｉ＝１，２），开关

ｊ处于分闸的状态，用ｗｉｊ＝１（ｉ＝１，２）表示开关ｊ处于闭合状态。

步骤２：把隔离２处对应的开关Ｗ１和Ｗ２处于分闸的状态，

并且把相对应的需要分闸的开关放在操作队列ＳＷ当中，以便区

分开关的实际状况，提高开关操作的效率，避免误操作出现，造

成不要的损失

【５】

。

步骤３：如果有原电源恢复供电的处于失电状态的健全区域，

还需要与不同地区的实际情况相结合来对符合实际的相对应的自

愈控制技术方案进行采取与执行，从而实现预期确定的自愈控制

的目标。

３．３配电网快速仿真和模拟技术

从一定意义上来讲，配电网自愈功能能够实现，其中一个关

键的技术就是配电网快速仿真和模拟技术，该技术所具备的功能

包含：故障定位和排除、负荷预测、电网潮流优化以及网络重构

等等。配电网快速仿真和模拟技术能够通过实时软件平台，利用

相关的预测技术以及数学分析工具，在对配电网的运行状况以及

其物理结构进行全面分析的基础之上，对配电网运行的实际状态

进行准确地预估，将配电网运行中存在的潜在问题及时反馈给相

关技术人员，从而更好地为配电网自愈功能的实现服务。

３．４电子测量技术

对于智能配电系统而言，其数字化与信息化得以实现的一个

不可缺少的技术就是ＡＭＩ技术，即电子测量技术。通常来说，该

技术主要是由数据收集单元、智能表计、计量数据管理系统以及回

程传输单元等部分构成的，用一句简单的话来说，电子测量技术实

际上就是从人工抄表模式不断进步发展而来的，其对于用户与供

电企业之间双向沟通的实现有着重要的促进作用，一方面，用户能

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大陆桥视野·

２０１６年第１８期

够对自身电力的消费情况进行实时地了解，另一方面，对于供电企

业而言，其能够将电价信号直接发送给用户，并对用电用户的相关

信息进行获取与了解，之后，通过ＭＤＭＳ系统来分析相关的数据，

在测量的效率以及其精确度方面的效果均是比较好的。

４．结语

总而言之，随着我国经济发展水平的不断提高，智能配电系

统得到了长足的发展。对智能配电系统的结构及其关键技术进行

研究与探讨，对其功能性与效用进行了解与掌握，能够在很大程

度上使各类技术得以充分有效的利用，全面地发挥出智能配电系

统的功能，从而不断地提升供电企业的营销服务质量，促进供电

企业经济效益与社会效益的双效提升。

参考文献

［１］刘顺桂，黄超，朱正国等．智能配电系统的关键技术与系统

结构分析［Ｊ］．电子设计工程，２０１５（１０）：９３－９５．

［２］李建芳，盛万兴，孟晓丽，等．智能配电网技术框架研究［Ｊ］．

经济，２０１１（０３）：３１－３４．

［３］王守相，葛磊蛟．主动配电系统运行与控制关键技术［Ｊ］．电

力建设，２０１５（０１）：８５－９０．

ＮＥＷ　ＳＩＬＫ　ＲＯＡＤ　ＨＯＲＩＺＯＮ

大陆桥视野

生物质气化混燃发电气化炉系统自动控制研究

杜厚浩　／　华电宁夏灵武发电有限公司

【摘　　要】生物质气化混燃发电，是生物质能与常规化石能源互补利用的有效方式，还可控制ＳＯ

２

、ＮＯ

Ｘ

、Ｎ

２

Ｏ和ＣＯ等甚至有毒污染物的排放量。

而在整个生物质气化混燃发电系统中，气化炉是生物质气化工艺中最核心的设备，其自动控制技术又是系统能否稳定高效运行、原料能否高效、

清洁利用的关键因素。本文就是在既定生物质气化装备的基础上，结合“生物质能气化＋煤”耦合式发电工艺需求，从生物质气化原理出发，

针对影响气化特性的因素和“生物质能气化＋煤”耦合式发电应用展开控制研究，并给出了生物质气化混燃发电气化炉环节的自动控制设计。

【关键词】生物质气化混燃发电；气化炉；自动控制；系统研究

［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ｂｉｏｍａｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｍｉｘｅｄ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｗａｙ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｆｏｓｓｉｌ　

ｅｎｅｒｇｙ，　ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｃａｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＳＯ２，　ＮＯＸ、Ｎ２Ｏ　ａｎｄ　ＣＯ，　ａｎｄ　ｅｖｅｎ　ｔｏｘｉｃ　ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｘｅｄ　ｆｕｅｌ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　

ｏｆ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ａ　ｋｅｙ　ｆａｃｔｏｒ　ｔｏ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔａｂｌｅ　ａｎｄ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｌｅａｎ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　

ｃａｎ．　Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　＋　ｃｏａｌ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｐｏｗｅｒ　

ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，　ｓｔａｒｔｉｎｇ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，　ｌａｕｎｃｈ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　

ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　＋　ｃｏａｌ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，　ａｎｄ　ｇｉｖｅｓ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　

ｏｆ　ｍｉｘｅｄ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｆｕｒｎａｃｅ．

［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］　ｂｉｏｍａｓｓ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｍｉｘｅｄ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；　ｇａｓｉｆｉｅｒ；　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ；　ｓｙｓｔｅｍ　ｒｅｓｅａｒｃｈ

引言

如果发电企业能够利用农林废弃物发电，对促进节能减排和

合理控制能源消费总量具有积极作用，而采用气化技术产生的生

物质可燃气取代部分锅炉用煤，充分利用燃煤机组高发电效率，

这种“生物质能气化＋煤”耦合式发电方式，生物质综合发电效

率在３０％以上，高于现有的生物质直燃发电（２０～２５％），减少

了化石燃料产生的污染物排放量，符合火力发电能源结构调整的

要求，也能满足国家能源局印发的《可再生能源配额制指导意见》

规定非水电新能源发电配额的要求。

１．生物质气化工艺流程

１．１生物质的贮存系统

加工成型的生物质物料，由外界通过运输车辆送到生物质贮

存仓库，在贮存前，生物质原料须进行称重、取样。生物质原料

品质的关键指标为生物质水分和热值，在生物质贮存仓库内配有

那么相对应的开关就要处于闭合状态，同时把是需要合闸的开关

按照恢复受负电荷的大小的顺序，存放在待操作开关当中。

步骤４：如果不能由原电源恢复供电的受影响区域和其他馈

线之间存在相关的联络开关，那么就把这些开关在Ｗ２中对应的

状态就是闭合状态，如果由原电源恢复供电的受影响区域并且和

其他馈线之间不存在相关的联络开关，那么就输出开关操作队列，

并推此次执行命令。

步骤５：如果在运行过程中存在闭环的状态，那么在环路上

就要选择分闸后会造成孤岛现象的开关，并且在Ｗ２中对应的位

置进行分闸，一直到闭环状态消失才能进行接下来的步骤。

步骤６：如果两相接地短路故障的馈线，不能有原来的电源

恢复供电，相应的配电子路在红就需要进行网络重构，并根据网

络重构的具体情况进行选择Ｗ２开闭状态。

步骤７：如果Ｗ１和Ｗ２中的开关存在差异性，那就继续采用

步骤６中的方法制定二者之间没有差异性，将排列好的待操作开

关按顺序放入开关操作队列ＳＷ中。

步骤８：输出开关操作队列ＳＷ并退出。

２．２．２允许单相接地运行的情况。

允许单相接地运行的情形和不允许单相接地运行的情形相比

其操作步骤就比较简单，如果不允许单相接地运行的情形，为了

获取供电恢复策略可以进行以下几个步骤。

步骤１：获取当前开关的状态，并存在Ｗ１和Ｗ２当中，在这

一过程中存在单相接地区域，就处理的方法就和２．２．１中步骤１的

处理方法相同。

步骤２：随意选择一个接地区域，把步骤１中得到的Ｗ１和

Ｗ２中对应的状态设置成分闸，并放入开关队列当中。

步骤３：执行２．２．１节中的步骤３—步骤７，得出一种供电恢

装载机，抓斗旋转装置，通过这些装置，生物质被送到进料振动筛，

生物质经过振动筛网，过滤掉不合格的生物质料，再通过螺旋输

送机，长距离输送皮带将生物质送到加压系进料系统的常压料仓。

１．２加压进料系统

存放在常压料仓的生物质料，通过进料装置和阀门进入到

生物质锁斗，锁斗装满生物质料后，通过控制系统用氮气（氮气

由公用工程制氮系统供应）对锁斗充压，当生物质在锁斗内压到

０．１～０．３ＭＰａ时（与气化炉压保持一致），锁斗加压完成，生物

质通过下料阀和下料装置，进入到加压给料仓，在加压给料仓的

底部，有两组螺旋输送机，生物质料由这两组螺旋输送机分两路

进入到生物质气化炉进行持续进料。生物质锁斗在完成卸料后，

锁斗将会进行卸压至常压状态，再重新进料，充压，进行下一个

循环物料输送，每个小时完成约两次循环，每次进料量可维持气

化炉满负荷运行３０分钟。

复方案及开关操作顺序，将排列好的待操作开关按顺序放入开关

操作队列ＳＷ１中，其需要甩去的负荷为Ｌ１，电源点的最大载

流量为Ｉ１。

步骤４：选出另一处接地区域，开关在Ｗ１和Ｗ２中对应的

状态设置为分闸，并将相应的待分闸开关放入开关操作队列ＳＷ

２中。

步骤５：执行２．２．１中的步骤３—步骤７，得出供电恢复方案

及开关操作顺序，将排列好的待操作开关按顺序放入开关操作队

列ＳＷ２中。

步骤６：如果Ｌ１和Ｌ２存在差异，并不相同，那么可采用甩

去负荷少的方法作为恢复供电的优先策略，并以相应的开关进行

操作。如果Ｌ１与Ｌ２相同，那么就比较两者电流，以电源点最大

截流较小的方式恢复供电，并以相应开关操作。

３．结束语

　综上所述，配电网的两相接地故障类型并不唯一，具体的表

现也不尽相同，因此供电恢复方案应当根据不同的实际情况进行

操作。

参考文献

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故障在线监测与辨识方法［Ｊ］．　仪器仪表学报，２０１５，０３：６８５－６９３．　

［２］王科，石孝文，邹文平，罗标，李泽冰，张占龙．　一种基

于概率预估的配电网线路短路及接地故障定位系统［Ｊ］．　电气自动

化，２０１３，０５：７３－７５．　

［３］郑日红，顾秀芳，韩如月，王飞，邓国栋．　配电网短路故障

分析及其识别方法研究［Ｊ］．　工矿自动化，２０１２，０４：２３－２９．　

［４］刘健，董新洲，陈星莺，张小庆，张志华．　配电网容错故障

处理关键技术研究［Ｊ］．　电网技术，２０１２，０１：２５３－２５７．　　

　　

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