【正文】 時(shí)性響應(yīng)，仍然有相當(dāng)高的要求。由于配電終端設(shè)備數(shù)量龐大，節(jié) 點(diǎn)眾多，分布范圍廣，地理位置分散，路由復(fù)雜。？？ （ 4） 最后，對(duì)本算法進(jìn)一步作深入分析和探討，并簡(jiǎn)述基于配電自動(dòng)化系統(tǒng)單 相接地故障定位的發(fā)展趨勢(shì)。 （ 2） 對(duì)中心主站的單相接地故障定位方法進(jìn)行了研究，根據(jù)需要構(gòu)建了三維邏 輯空間信息模型。主要工作內(nèi)容包括： （ 1） 在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中， FTU/RTU 有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集、計(jì)算和處理能力， 能快速采集各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓、電流等電氣量，并根據(jù)需要完成零序電壓、 零序電流、零序有功分量、零序無功分量，諧波分量、暫態(tài)分量以及相關(guān) 增量等的計(jì)算，完成小波分析及其特征信號(hào)的提取等等。 本文主要工作 基于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)單相接地故障的定位是建立在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)上。另 外，由于大部分供電企業(yè)已經(jīng)建立了自己的 MIS 系統(tǒng)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該充分利 用原有 MIS 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源和功能，將配電自動(dòng)化系統(tǒng)的信息以 WEB 形式發(fā)布到 MIS 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)的 MIS 瀏覽。這些設(shè)備沿著配電線路分散在城網(wǎng)的所有供電 范圍。因此，我國早期的中低壓配電網(wǎng)多采用不接地方式，提高了供 電的可靠性和連續(xù)性。 在我國，電網(wǎng) 相對(duì)薄弱，線路故障較多。對(duì)五次諧波按中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)選線，在非故障線 路首端檢測(cè)到的五次諧波為容性而故障線路為感性，因此它們的五次諧波無功功率 方向正好相反。 有功功率法：配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障線路零序電流中只包含本線 路的泄漏有功電流，且其方向?yàn)橛赡妇€流向線路；而故障線路零序電流為整個(gè)電網(wǎng) 總的有功電流與故障線路泄漏有功電流之差，其方向?yàn)橛删€路流向母線。對(duì) 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，比幅比相對(duì)五次諧波進(jìn)行。首先對(duì)各線路零序電流按幅值進(jìn)行排隊(duì)，選取 零序電流最大的三條線路。 長期以來，小電流接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)課題研究不斷，并提出了許多選線 方法，究其原理都不外乎是利用單相接地故障時(shí)系統(tǒng)電氣量所呈現(xiàn)出 來的特征及其 規(guī)律性 [2][3][4][5] 。文獻(xiàn) [17] 提出了利用故障饋線非故障相的暫態(tài)電流進(jìn)行單相接華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 要為電阻接地方式，采取零序過流保護(hù)，對(duì)于低阻接地，作用于跳閘；對(duì)于高阻接 地，作用于告警。文獻(xiàn) [17] 根據(jù)電力系 統(tǒng)故障相暫態(tài)信號(hào)的特征提出了時(shí)間序列小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了小電流接地系統(tǒng)直 配線路單相接地故障定位。但該原理要求必須在配電線路不停電的情況下，由巡線人員手持定位探測(cè)器沿 接地線路進(jìn)行人工定位。目前小電流接地系統(tǒng)單相接 地故障定位的主要方法有故障分析測(cè)距法和“ S 注入法”等。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，接地故障的定位一直是備受關(guān)注的研究 課題。 綜上所述，對(duì)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)單相接地故障選線原理的研究，已取得了 很多成果，各種方法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，不同的保護(hù)原理適用于不同的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，原 理簡(jiǎn)單明了，將狀態(tài)識(shí)別與單相接地選線結(jié)合在一起。 注入法選線原理是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，首先用絕緣檢測(cè)的電壓獲得接 地故障相別，然后通 過該相電壓互感器向電網(wǎng)注入一種頻率躲開工頻及其倍頻的信 號(hào)電流，接地相的 PT 原邊相當(dāng)于被短接，由副邊感應(yīng)的信號(hào)電流只在接地線路中 流通，經(jīng)過接地故障點(diǎn)后即行返回，非接地相的線路中沒有信號(hào)電流。而且在接地電阻很大的情況下，由于 接地電阻比線路阻抗大得多，因而 故障距離不影響選線。 如果尚未實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電，則停電次數(shù)將會(huì)增加，使供電可靠性降低。 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，是指在系統(tǒng)中性點(diǎn)接入適當(dāng)?shù)碾娮瑁撾娮枧c系統(tǒng)對(duì)地電 容構(gòu)成并聯(lián)回路，是電容電荷釋放元件。本文正是基于配電自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)單相接地故障定位進(jìn)行深入探討與研究。 關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化，小電流接地系統(tǒng)，特征判據(jù)，空間分析模型，邏輯算法，故 障定位 ABSTRACT Based on the platform of Distribution Automation, this paper does some research and analysis on several electric characteristics, from which single phasetoground fault could be distinguished. In the paper, a logical space of model is built and a new logical algorithm is proposed. This algorithm considers synthetically electric character of the whole nodes of power works and electric rules, and accept the effect of logic “ 0” , which play the same role as logic “ 1” . Otherwise, the paper gives theoretical proof and evolution of how the algorithm es into being, and defines erroradmit function. Lastly, the algorithm is validated by three examples in three aspects. Liu Daobing (Power System？ and its Automation) Directed by Prof. Xu Yuqin KEY WORDS: distribution automation, smallcurrent grounding work, characteristic criterion, model of space for analysis, logical algorithm目錄 I 目 錄 中文摘要 ABSTRACT 第一章 引言 .............................................. 1 課題背景和意義 ................................................... 1 中性點(diǎn)接地方式概述 .......................................... 1 配電自動(dòng)化概述 .............................................. 2 單相接地故障保護(hù)的背景 ..................................... 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 ............................................... 5 本文主要工作 ...................................................... 6 第二章 配電自動(dòng)化系統(tǒng)概述 ................................ 7 配電自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................... 7 主站系統(tǒng) .................................................... 7 通訊系統(tǒng) .................................................... 8 配電終端 ................................................... 10 FA 的實(shí)現(xiàn) ........................................................ 11 故障定位的實(shí)現(xiàn)思路 .............................................. 12 第三章 單相接地故障時(shí)各 特征量分析 ........................ 14 原理簡(jiǎn)介 ......................................................... 14 零序電流無功分量 ................................................ 15 零序電流的有功分量 .............................................. 17 零序?qū)Ъ{ ......................................................... 18 負(fù)序電流 ......................................................... 19 暫態(tài)零序電流 SFB 分量 ............................................ 21 基于小波變換的零序暫態(tài)方向 ...................................... 23 第四章 故障定位的邏輯算法構(gòu)建 ............................ 26 構(gòu)建模型 ......................................................... 26 提出邏輯算法 ..................................................... 27 誤差分析 ......................................................... 27 算例驗(yàn)證 ......................................................... 29 特征量判據(jù)誤選 ............................................. 30 節(jié)點(diǎn)失效 ................................................... 31 隨機(jī)干擾 ................................................... 32華 北 電 力 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 題 目：基于配電自動(dòng)化系統(tǒng)單相接地故障定位的研究 英 文 題 目： study on locating technique of single phasetoground fault based on distribution automation 研究生姓名：劉道兵 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 研 究 方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 導(dǎo) 師 姓名：徐玉琴 職稱：教授 2021 年 5 月 25 日華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 第一章 引言 目前我國 6kV~35kV 中壓配電網(wǎng)多采用中性點(diǎn)非直接接 地方式，主要包括中性 點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)經(jīng)電阻器接地、中性點(diǎn)不接地 [1] 等方式，通常稱為小電 流接地方式。摘要 I 摘 要 本文基于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)，在分析和研究用于單相接地故障判據(jù)的諸多電 氣特征量的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了三維邏輯空間分析模型，提出了一種接地故障定位的新 算法。對(duì)于配電網(wǎng)的單相接地保護(hù)，人們長期以來研究頗多，提出了許多原 理和分析方法，也研制出了許多基于不同原理和方法的保護(hù)裝置，但由于受到諸多 條件和因素的限制，對(duì)單相接地故障的處理基本上停留在故障選線這一層面。 課題背景和意義 中性點(diǎn)接地方式概述 配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的選擇需要從技術(shù)上進(jìn)行分析，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)成本，應(yīng) 結(jié)合電網(wǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，全面考慮，使系統(tǒng)具有更優(yōu)的技術(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，避免因決策失誤而造成不良后果。從限制弧光接地過電壓的角度考慮，電弧 從點(diǎn)燃到熄滅期間，因系統(tǒng)所積累的多余電荷能夠通過接地電阻泄漏掉，故基本上 不會(huì)產(chǎn)生間歇性電弧接地過電壓。 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，雖然調(diào)諧電感只在一個(gè)不大的范圍內(nèi)變動(dòng)，但系統(tǒng) 的零序阻抗卻接近于無窮大。 暫態(tài)首半波法是利用發(fā)生單相接地的瞬間（ u(t)=0 除外）非故障線路暫態(tài)零序 電流和電壓首半波的方向相同，暫態(tài)零序功率由母線流向線路；而對(duì)于故障線路暫 態(tài)零序電流和電壓首半波的方向相反，暫態(tài)零序功率由線路流向母線，據(jù)此可選出 故障線路。只要檢測(cè)各 線路中有無注入信號(hào)電流，便可進(jìn)行故障選線。它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 要附加信號(hào)源，探測(cè)儀等額外的設(shè)備，且探頭的靈敏度和可靠性易受各種外界因素 影響而選線不準(zhǔn)確，總在自動(dòng)化站及無人值守站使用不便，高阻接地不準(zhǔn)確。 根據(jù)這些故障選線原理研發(fā)的選線裝置，還不具備在電力系統(tǒng)中推廣應(yīng)用的可靠性 和準(zhǔn)確性。經(jīng)過多年的探討已經(jīng)有多種故障選線的原理和方法。 例如：文獻(xiàn) [17] [17] 提出了利用單相接地故障后的故障電壓和電流的特點(diǎn)進(jìn)行定 位，存在問題是故障測(cè)距精度隨過渡電阻發(fā)生很大變化，而且模擬驗(yàn)證費(fèi)時(shí)復(fù)雜， 實(shí)用意義差，尚需要做進(jìn)一步的研究。所需時(shí)間長，有可能在此期間引起系統(tǒng)中的第二點(diǎn)接地， 造成線路自動(dòng)跳閘。但是故障饋線上故障相總的暫態(tài)電流分量要受到相關(guān)系