【正文】 的方法，通過仿真來解決選線問題。2 小電流接地選線方法綜述2．1 特殊信號法 殘流增量法殘流增量法適用于諧振接地系統(tǒng)，在電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，如果增大消弧線圈失諧度(或改變限壓電阻阻值)，相應(yīng)故障點殘余電流(零序電流)隨之增大。該方法建立在微機快速處理及綜合分析判斷基礎(chǔ)上。具體選線過程：當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，采集各條出線零序電流，將消弧線圈補償度改變一檔，再次采集各條出線零序電流，對比各條出線在消弧線圈換檔前后零序電流變化量，其中變化量最大的線路即為故障線路。該方法原理簡單、靈敏度及可靠性較高，不受TA等測量誤差影響，但增大了接地點電弧。 “S注入法”首先由TV三相二次電壓判別故障相別[9]，再從TV副邊向接地相注入信號電流，其頻率一般取各次諧波之間數(shù)值，確保不被工頻分量和高次諧波分量干擾。故障時接地相TV副邊處于短路狀態(tài)，由副邊感應(yīng)的信號電流沿接地線路接地相流動并經(jīng)接地點入地。用信號電流探測器在開關(guān)柜后對每條出線進行探測，探測到注入信號的線路即為故障線路。該方法利用處于不工作狀態(tài)的接地相TV注人信號，不會對設(shè)備產(chǎn)生不良影響(檢測不受任何固有信號影響)。但注入信號強度受TV容量影響，經(jīng)高阻接地時發(fā)信機可能產(chǎn)生誤判[15]。對只裝設(shè)兩相,CT的架空出線難于得到零序電流，須用新方法：首先定出故障的相別，然后向接地相注入信號電流，其頻率f0可取在各次諧波之間，使其不反應(yīng)工頻分量及高次諧波。故障時接地相的PT副邊處于被短路的狀態(tài)，由副邊感應(yīng)來的信號電流沿接地線路的接地相流動并經(jīng)接地點入地。用信號電流探測器在開關(guān)柜后對每一條出線進行探測，探測到注入信號的線路即故障線路。該方法利用處于不工作狀態(tài)的接地相PT注入信號，不增加一次設(shè)備，不影響系統(tǒng)運行。但經(jīng)高阻接地時，發(fā)信機工作可能不滿足要求而產(chǎn)生誤判。 注入變頻信號法針對“s注入法”高阻接地時存在的問題，注入變頻信號可以較好解決。其原理是根據(jù)故障后位移電壓大小不同，而選擇向消弧線圈電壓互感器副邊注入諧振頻率恒流信號或向故障相電壓互感器副邊注入頻率為70 Hz恒流信號，然后監(jiān)視各出線注入信號產(chǎn)生的零序電流功角、阻尼率的變化，比較各出線阻尼率大小，再計及受潮及絕緣老化等因素可得出選線判據(jù)。但當接地電阻較小時，信號電流大部分經(jīng)故障線路流通，導(dǎo)致非故障線路阻尼率較大。2．2 故障穩(wěn)態(tài)信號選線法 零序電流基波電流比幅法流過故障線路的零序電流數(shù)值上等于所有非故障線路對地電容電流之和(故障線路零序電流最大)。只要通過比較零序基波電流幅值和自身電容電流大小就能確定出故障線路。分別比較每條線路零序電流和其他線路零序電流之和，相等的那條線路就是故障線路，若均不相等，則為母線故障；預(yù)先計算出每條饋線對地電容大小，單相接地時比較測得的零序電流是否與本線路電容電流大小相等，若相等為故障線路，若所有線路均相等，則為母線故障。該方法不能排除電流互感器不平衡電流受線路長短、系統(tǒng)運行方式及過渡電阻的影響，檢測靈敏度低。當某一線路遠遠長于其他線路(分布電容與系統(tǒng)總分布電容相差不大)或經(jīng)高阻接地時，可能發(fā)生誤判，而且無法檢測母線故障。特別對經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，由于消弧線圈的補償故障線路零序電流很小，用該方法根本無法選線。針對經(jīng)過消弧線圈補償后接地殘流過小、難以準確選線的問題提出了零序電流比值選線方法。根據(jù)消弧線圈容量變化前后零序電流比值變化趨勢不同確定接地故障線路。該方法不需延緩切除阻尼電阻，響應(yīng)速度快、算法簡單、實現(xiàn)容易。 零序基波電流比相法利用故障線路零序電流與非故障線路零序電容電流流動方向相反特點找出故障線路。但該方法在線路較短、零序電流值較小時受“時鐘效應(yīng)”影響相位判斷困難，易受過渡電阻和不平衡電流影響，不適用于經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。 零序基波電流群體比幅比相法利用零序電流比幅法和零序電流相位比較法，先進行零序電流幅值比較，選出幾個較大的零序電流，在此基礎(chǔ)上進行相位比較，零序電流方向不同的即為故障線路。該方法在一定程度上解決了前兩種方法存在的問題，但同樣不能排除電流互感器不平衡電流、過渡電阻的影響及相位判斷的死區(qū) 對經(jīng)消弧線圈接地的小電流接地系統(tǒng)失效。 零序電流有功分量法該方法使用在自動跟蹤消弧電抗器的小電流接地系統(tǒng)中，利用消弧線圈串聯(lián)非線性電阻的特點，在發(fā)生接地故障后、非線性電阻被短接前，非故障線路不與消弧線圈構(gòu)成低阻抗回路，零序電流為本身接地電容電流[4]。故障線路經(jīng)接地點與消弧線圈構(gòu)成低阻抗回路，零序電流為所有非故障線路電容電流及LR串聯(lián)支路電流向量之和，故障線路有功電流明顯大于非故障線路，通過檢測各線路零序電流有功分量大小就可確定故障線路。該方法零序電流中有功分量較小，不利于選線，仍存在TA不平衡電流的影響。 零序電流無功功率方向法該方法適用于中性點不接地系統(tǒng)，判別依據(jù)是故障線路零序電流無功分量落后于零序電壓90。，而非故障線路零序電流無功分量超前于零序電壓90。，無功功率0(取無功功率由母線流向線路為正方向)的線路為故障母線。但該方法受過渡電阻影響比較大，在過渡電阻較大時檢測零序電壓非常困難。該方法根據(jù)各條出線電氣量來區(qū)分故障線路和健全線路，具有自舉特點。但在零序電流較小時容易誤判，不適用于諧振接地系統(tǒng)。 基于零序電流和零序電壓相關(guān)分析法該方法通過對一定頻率下正常線路和故障線路零序等效模型分析，得出時域中各線路零序電流和電壓導(dǎo)數(shù)關(guān)系，應(yīng)用相關(guān)分析原理選線(利用故障后各線路零序電流和電壓導(dǎo)數(shù)波形相似關(guān)系)。仿真數(shù)據(jù)證明了方案的正確性，選線方案不受過渡電阻、故障初相角及故障位置的影響，具有自舉性，可與饋線保護裝置合為一體，滿足自動化要求。 零序?qū)Ъ{法該方法以分析中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)故障前后各線路測量參數(shù)為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出故障時測得故障線路零序?qū)Ъ{與實際零序?qū)Ъ{不同、非故障線路與實際導(dǎo)納相同的結(jié)論，對小電流故障進行接地選線。將各線路實際零序?qū)Ъ{、相位記憶下來，與故障時測得各線路零序?qū)Ъ{、相位比較，導(dǎo)納大小或相位發(fā)生變化的線路即為故障線路；若所有線路的零序?qū)Ъ{大小、相位在故障前后都未發(fā)生變化，則判為母線故障。該方法關(guān)鍵是準確測量線路實際零序?qū)Ъ{。目前人們認為負荷沒有零序通路，所以負荷側(cè)零序阻抗為無窮大，負荷側(cè)對零序網(wǎng)絡(luò)開路。但實際上負荷變壓器等元件也存在對地電容，具體導(dǎo)納未知而且是變數(shù)，因此，實際線路零序?qū)Ъ{數(shù)值整定困難，對該方法的選線靈敏度影響很大[2]。 穩(wěn)態(tài)5次諧波幅值相位法經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)消弧線圈是針對基波設(shè)計，基波零序電流幾乎被消弧線圈電感電流抵消。與基波情況相比較，消弧線圈在5次諧波下感抗為基波下的5倍，通過消弧線圈的電感電流減小到15，而線路容抗在5次諧波下減小到15時5次諧波容性電流就增大到5倍，可近似認為消弧線圈對5次諧波電流是開路的。故障點非線性因素會產(chǎn)生諧波電流，其中以5次諧波分量為主。在發(fā)生單相接地時5次諧波電流在各線路上的分布與基波零序電流相同。除基波零序分量以外，諧振接地系統(tǒng)中5次諧波電流最大(為非故障線路的總和)。根據(jù)5次諧波電流大小、方向或功率方向找出故障線路[10]。5次諧波電流大小隨運行方式的變化而變化，而且故障電流中5次諧波含量較小(小于故障電流的10％)，受TA不平衡電流和過渡電阻的影響，保護裝置難以整定。有些用戶存在諧波，使故障線路和非故障線路都向系統(tǒng)送出諧波電流，故障線路和非故障線路的5次諧波方向可能相同，故障線路中5次諧波電流不一定總是最大，相位關(guān)系也不一定成立，無法區(qū)分故障線路和非故障線路。當線路較少或線路較短時，單相接地故障線路5次諧波零序電流較小，方向也難判別。由于有的系統(tǒng)中5次諧波含量很小，加之TA、TV等對5次諧波造成的附加相移，給選線帶來很大困難。 負序電流法選擇負序電流最大的線路或直接選擇負序電流超越一定門檻的線路作為故障線路。由于線路TA三相特性會有差異，由此產(chǎn)生的不平衡電流可能將系統(tǒng)實際負序電流“淹沒”，大大降低選線靈敏度。這種方法受系統(tǒng)負荷不對稱程度影響較大，負序電流的獲取也比較困難。 人工智能選線技術(shù)將故障后各線路零序電流看作某類故障的一個模式，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練與學(xué)習(xí)來判斷故障模式，從而實現(xiàn)選線。該方法雖然有一定的自適應(yīng)和容錯性，但得出結(jié)果精度依賴于提供樣本的數(shù)量和完備性，而且獲取訓(xùn)練樣本需大量時間，對具有一定規(guī)模的配電網(wǎng)很難滿足。2．3 故障暫態(tài)信號選線法 首半波法該方法基于單相接地故障發(fā)生在故障相電壓接近最大值附近這一假設(shè)條件。因為電力系統(tǒng)中單相接地有相當一部分是在雷擊或相電壓峰值附近發(fā)生，故障相電容電荷通過故障線路對故障點放電，使故障線路短路電流首半波和非故障線路方向相反。該方法在非諧振系統(tǒng)中適用。對于諧振接地系統(tǒng)，由于消弧線圈中電流不能突變，必須經(jīng)過一個暫態(tài)過程。這個暫態(tài)過程相當于消弧線圈不起作用，短路接地電流方向與非故障線路電容電流方向相反。在電壓過零點附近，短路回路不經(jīng)過暫態(tài)過程，故障線路和非故障線路零序電流方向相同(由消弧線圈提供零序電流)。當發(fā)生兩點接地時，可能不反映后接地故障。采用該方法做出的保護裝置適用范圍受到限制，保護動作可靠性較差[16]。 小波分析法小波分析是一種現(xiàn)代信號處理理論與方法，能有效分析變化規(guī)律不確定和不穩(wěn)定的隨機信號，從信號中提取局部化的有效成分。小波變換是把一個信號分解成不同尺度和位置的小波之和，利用合適的小波和小波基對暫態(tài)零序電流特征分量進行變換，可知故障線路上暫態(tài)零序電流特征分量幅值包絡(luò)線高于非故障線路，而且其特征分量相位也與非故障線路相反，構(gòu)造出利用暫態(tài)信號進行接地選線的判據(jù)。單相接地時，故障電壓和電流的暫態(tài)過程持續(xù)時間短并含有豐富的特征量，而穩(wěn)態(tài)時數(shù)值較小，因此在接地故障檢測中選用一種適合分析其暫態(tài)分量的新理論，將有利于故障選線。小波分析可對信號進行精確分析，特別是對暫態(tài)突變信號和微弱信號的變化較敏感，能可靠地提取出故障特征。根據(jù)小波變換的模極大值理論可知，出現(xiàn)故障和噪聲會導(dǎo)致信號奇異，而小波變換的模極大值點對應(yīng)著采樣數(shù)據(jù)的奇異點，由于噪聲的模極大值隨著尺度的增加而衰減，所以經(jīng)過適當?shù)某叨确纸夂?，即可忽略噪聲影響得到較理想的暫態(tài)短路信號[12]。小波變換是把一個信號分解成不同尺度和位置的小波之和，利用合適的小波和小波基對暫態(tài)零序電流的特征分量進行小波變換后，易看出故障線路上暫態(tài)零序電流特征分量的幅值包絡(luò)線高于非故障線路的，且其特征分量的相位也與非故障線路相反，這樣就能構(gòu)造出利用暫態(tài)信號的選線判據(jù)。但電力系統(tǒng)的實際運行是復(fù)雜多變的，可能出現(xiàn)暫態(tài)分量小于穩(wěn)態(tài)分量的情況，這時就應(yīng)對母線零序電壓和各出線零序電流進行基波的小波系數(shù)提取，然后類似地構(gòu)造選線判據(jù)。小波分析法的技術(shù)難點在于小波基函數(shù)及小波分解尺度選擇。電力系統(tǒng)實際運行很復(fù)雜，可能出現(xiàn)暫態(tài)分量小于穩(wěn)態(tài)分量的情況?，F(xiàn)有多數(shù)方法僅僅給出了實現(xiàn)方法和仿真結(jié)果，整個算法缺乏理論基礎(chǔ)。小波變換尺度的選取及特征量在尺度上的定位缺乏理論根據(jù)。應(yīng)用粗集理論數(shù)據(jù)