A Detection-oriented Single-phase Grounding Fault Location Algorithm for Distribution Networks Based on a Flexible Grounding Device

SONG Guobing; MA Wenbo; CHANG Zhongxue; LEI Zhirong; WANG Junfeng; YE Jianan

doi:10.20204/j.sp.2026.04004

English Version Journal Login

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

A Detection-oriented Single-phase Grounding Fault Location Algorithm for Distribution Networks Based on a Flexible Grounding Device

更新时间：2026-04-20

- A Detection-oriented Single-phase Grounding Fault Location Algorithm for Distribution Networks Based on a Flexible Grounding Device
- Vol. 54, Issue 4, Pages: 28-36(2026)
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2026.04004
  CLC：
- Published：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
宋国兵,马文博,常仲学,雷智荣,汪俊峰,叶家男.基于柔性接地装置的配电网探测式单相接地故障测距算法[J].智慧电力,2026,54(4):28-36.

doi:10.20204/j.sp.2026.04004
宋国兵,马文博,常仲学,雷智荣,汪俊峰,叶家男.基于柔性接地装置的配电网探测式单相接地故障测距算法[J].智慧电力,2026,54(4):28-36. DOI： 10.20204/j.sp.2026.04004.

doi:10.20204/j.sp.2026.04004 DOI：

摘要

准确、可靠的配电网单相接地故障测距，对缩短故障查找时间、快速恢复供电具有重要意义。针对现有方法在配电网单相接地故障因特征不明显导致测距精度低的问题，提出一种基于柔性接地装置注入双频信号以增强故障特征的故障测距方法。首先，结合故障相网络与零序网络以消除负荷电流的影响；其次，利用线路首端电气量建立测距方程，通过柔性接地装置注入2个非工频信号来求解该方程。此外，针对分支线及架空线-电缆混合线路，推导了相应的测距方程，并可依据所提判据实现故障区段定位与精确测距；最后，仿真及试验验证表明，该方法测距精度高，且受过渡电阻影响较小。

Abstract

Accurate and reliable single-phase grounding fault location in distribution networks is of great significance for reducing fault search time and rapidly restoring power supply. To address the issue of existing methods for low location accuracy caused by the inconspicuous characteristics of single-phase grounding faults in distribution networks

a fault location method that injects dual-frequency signals via a flexible grounding device to enhance fault characteristics is proposed. First

the influence of load current is eliminated by combining the fault-phase network with the zero-sequence network. Second

a fault location equation is established using the electrical quantities at the line head end

and the equation is solved by injecting two non-power-frequency signals through the flexible grounding device. Furthermore

corresponding fault location equations are derived for lines with branches and overhead line–cable hybrid lines

enabling fault section identification and precise location based on the proposed criteria. Finally

simulation and experimental verification demonstrate that the proposed method achieves high location accuracy and is less affected by transition resistance.

关键词

Keywords

references

罗兴，嵇文路，张景晨. 基于计算机视觉模型的配电网单相接地故障区段免阈值智能定位方法 [J ] .供用电，2026，43（1）：11-21.

张炜祺，王连辉，薛永端，等. 基于柔性调控零序电压的不平衡配电网故障检测方法 [J ] .电力系统保护与控制，2024，52（11）：159-169.

曾祥君，王福恒，李理，等. 中压配电网接地故障快速安全处置技术 [J ] .供用电，2021，38（12）：2-8，14.

郑涛，潘玉美，郭昆亚，等. 基于节点阻抗矩阵的配电网故障测距算法 [J ] .电网技术，2013，37（11）：3233-3240.

戴志辉，王旭. 基于改进阻抗法的有源配电网故障测距算法 [J ] .电网技术，2017，41（6）：2027-2034.

DASHTI R，SADEH J. Fault section estimation in power distribution network using impedance-based fault distance calculation and frequency spectrum analysis [J ] . Generation Transmission & Distribution，2014，8（8）：1406-1417.

董礼清，薛永端，李娟等. 小电流接地故障零序电压分布特征与测距 [J ] .电力系统自动化，2022，46（19）：180-187.

齐郑，黄朝晖，陈艳波. 基于零序分量的阻抗法配电网故障定位技术 [J ] .电力系统保护与控制，2023，51（6）：54-62.

陶政臣，高湛军，见文号. 基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法 [J ] .电力系统保护与控制，2024，52（20）：38-48.

刘晓琴，王大志，江雪晨，等. 利用行波到达时差关系的配电网故障定位算法 [J ] .中国电机工程学报，2017，37（14）：4109-4115，4290.

NAIDU O D，PRADHAN A K. Precise traveling wave-based transmission line fault location method using single-ended data [J ] . IEEE Transactions on Industrial Informatics，2021，17（8）：5197-5207.

杜刚，刘迅，苏高峰. 基于FTU和“S”信号注入法的配电网接地故障定位技术的研究 [J ] .电力系统保护与控制，2010，38（12）：73-76.

郑涛，王赟鹏，马家璇等. 适用于UPFC接入线路的主动注入式故障测距方法 [J ] .电力自动化设备，2022，42（6）：138-145.

郭谋发，游建章，郑泽胤. 配电网单相接地故障柔性消弧技术综述 [J ] .高电压技术，2023，49（10）：4232-4246.

王志成，宋国兵，常仲学，等. 配电网单相接地故障时的对地参数实时测量和选线方法 [J ] .电网技术，2023，47（9）：3762-3769.

齐郑，张淇钰，兰冠仪. 考虑分布式电源接入的配电网有源电压消弧技术 [J ] .电力系统保护与控制，2025，53（17）：145-155.

薛永端，李娟，徐丙垠. 中性点不接地系统小电流接地故障暂态等值电路的建立 [J ] .中国电机工程学报，2013，33（34）：223-232，32.

索南加乐，王增超，康小宁，等. 基于线性微分方程参数识别的单端准确故障测距算法 [J ] .电力自动化设备，2011，31（12）：9-14，20.

宋国兵，王婷，张保会等. 利用电力电子装置的探测式故障识别技术分析与展望 [J ] .电力系统自动化，2020，44（20）：173-183.

徐瑞东，常仲学，杨佳怡，等. 柔性互联配电网探测式相间距离保护 [J ] .电力系统自动化，2025，49（5）：48-56.

曾超，喻锟，曾祥君，等. 并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法 [J ] .电力系统保护与控制，2024，52（4）：67-7 6.

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Research on Special Frequency Coding Signal Injection Based Single-Phase Grounding Fault Location Method for 10 kV Distribution Network

Single-line-to-ground Fault Location Method for Wind Farm Collection Line Based on Segmented Impedance Matching

Low-carbon Robust Optimization Strategy for Coordinated Operation of Mobile Energy Storage and Distribution Networks

IF-DTW Based Fault Protection Method for Flexible DC Distribution Networks

An Evaluation Method for Hosting Capacity of Electric Vehicles in Distribution Networks Based on External Penalty Function Method and Improved Whale Optimization Algorithm

Related Author

LIU Zhihong

WANG Shenhua

FENG Chao

DENG Xincai

YANG Yuliang

ZHAI Yujia

ZHANG Kai

ZHU Yongli

Related Institution

State Grid Jinhua Power Supply Company

State Grid Pingdingshan Power Supply Company

State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources，North China Electric Power University

Inner Mongolia Huadian Meiguiying Wind Power Co.，Ltd.

College of Electrical Engineering，Shanghai University of Electric Power

AI问答

⁰