【正文】 結(jié)合（ 224）、（ 225）式，（ 226）式可寫成： cccCh j ku j ku j ki ()/ 1 1() 1 () 1 () + ? ++ =? 繼而有： ***()/0 1 1() 1 () 1 () 1 () 1 () ==? + ? ++++ iicccccCh j ku j ku j ki j ki j kkki 即： *()0 1 1() 1 () 1 () ? + ? + +j ku j ku j ki ccc華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 25 *()0 1 0 1 1() 1 () 1 () ∑ ? ? = + ? ++ J k j ku j ku j ki c cc（ j J = 2） （ 227） 而對(duì)與接地故障線路前側(cè)的節(jié)點(diǎn)，有： *()0 1 1() 1 () 1 () ? + ? + +j ku j ku j ki ccc *()0 1 0 1 1() 1 () 1 () ∑ ? ? = + ? ++ J k j ku j ku j ki c cc（ 228） 如節(jié)點(diǎn)的 FTU 滿足（ 228）式，則給主站報(bào)出故障標(biāo)志邏輯“ 1”；如滿足（ 227） 式，則報(bào)出邏輯“ 0”； 如主站收到的各節(jié)點(diǎn)均無相應(yīng)的故障邏輯標(biāo)志“ 1”，則置母線故障邏輯“ 1”。 如在 NES 中，調(diào)整 SFB為（ ω 39。根據(jù)上文分析，發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過故障線路前側(cè)線路的負(fù)序電流 和零序電流大小相等，方向相同。 在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的配電網(wǎng)中，如消弧線圈并聯(lián)電阻接地，能增大系統(tǒng)的零序電 導(dǎo)，能提高靈敏度；另外用零序?qū)Ъ{作特征判據(jù)，抗過度電阻能力與弧光接地能力強(qiáng)等 優(yōu)點(diǎn)。 + 圖 有功電流幅值比較 ijP I ,(0) dP I (0) ijP L ,(0)華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 14 第三章 單相接地故障時(shí)各特征量分析 原理簡介 在實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的線路中，配電線路被分段開關(guān)區(qū)段化，開關(guān)即為配電網(wǎng)絡(luò) 的節(jié)點(diǎn)，如圖 ，每一開關(guān)處均裝有 PT 和 CT 以及監(jiān)控開關(guān)的 FTU， FTU 通過 PT、 CT 采集本段線路首端的電壓、電流，并按既定的功能進(jìn)行計(jì)算、處理、記錄并實(shí) 時(shí)響應(yīng)配網(wǎng)主站對(duì)電氣量數(shù)據(jù)的召回命令，主站可通過 SCADA 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配 電自動(dòng)化線路的監(jiān)控功能。 將上述方法得到的邏輯量寫成二維數(shù)組形式，即： L (0)Q = nQnQnjQnmQ iQiQijQimQ jQmQ Q n j LLLL LLLL LLLL L ,1(0),2(0),(0),(0) ,1(0),2(0),(0),(0) 1,1(0)1,2(0)1,(0)1,(0) 1,1(0) 2 LL MMLMLM LL MMLMLM LL (37) 零序電流無功分量對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的金屬性接地故障是很好的特征判據(jù)，但特 征量的顯著性受接地時(shí)過度電阻的影響，對(duì)反復(fù)燃弧 的接地故障無法保證選擇性，且不 + 圖 無功電流幅值比較 ijQ I ,(0) dQ I (0) ijQ L ,(0)華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 17 適用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的配電網(wǎng)絡(luò)。 故障定位的實(shí)現(xiàn)思路 FTU 的豐富測量功能使 得線路上開關(guān)處的三相電流、三相電壓可以方便得到， S 3 S 1 S 2 S 4 S 5 CB 1 CB 2 圖 FA 故障處理和負(fù)荷轉(zhuǎn)帶 A B C D E F FTU0 斷路器 分段開關(guān) FTU1 FTU2 FTU3 FTU5FTU4 FTU6 S 3 S 1 S 2 S 4 S 5 CB 1 CB 2 圖 手拉手環(huán)供電方式 A B C D E F FTU0 斷路器 分段開關(guān) FTU1 FTU2 FTU3 FTU5FTU4FTU6華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 13 導(dǎo)致電氣特征量的選取不再依 賴于零序電流； FTU 具有很高的測量精度，有利于特 征提取；配電自動(dòng)化的通信系統(tǒng)使得新一代小電流接地保護(hù)能夠獲取任意 FTU 處的 特征量并進(jìn)行綜合比較。通信系統(tǒng)可分兩層，即主站與其他 系統(tǒng)間的通信和主站與配電終端間的通信。該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成配網(wǎng)自動(dòng)化的調(diào)度中心 (中心主站 )，是由共享同一數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化不同功能的工作站及服務(wù)器組 成。既要實(shí)現(xiàn) FTU 的三遙功能，又要實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的識(shí)別和控制功能。站端系統(tǒng)與終端的通訊協(xié)議，要求具備重要事件優(yōu)先檢出，并優(yōu) 先傳送，站端對(duì)重要數(shù)據(jù)也具備優(yōu)先處理原則，才可以保持配電自動(dòng)化系統(tǒng)整體的 實(shí)時(shí)性。因此，在這些系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)通訊，可以方便地通過局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）方式實(shí)現(xiàn)。換言蔽之： FTU/RTU 能實(shí)時(shí)完成配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)線路的“偵察”功能。在美國，電網(wǎng)中性點(diǎn)主華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 6 地故障定位的觀點(diǎn)。配電自動(dòng)化系統(tǒng) (DA)在縱向結(jié)構(gòu)分屬于配電管 理系統(tǒng) (DMS)的子系統(tǒng)，橫向與變電站綜合自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化、電力 MIS 等緊 密關(guān)聯(lián)。 還有一種方法是 DDA（ Differential Detection using phasetoground Admittance）， 此種方法也用到了零序電流的變化量，但它不僅考慮了這些變化量，而且考慮了整 個(gè)小電流接地系統(tǒng)的參數(shù)。群體比幅比相原理有整定簡易、易于維護(hù)的優(yōu) 點(diǎn)，但是受 CT 不平衡影響較大。已有的方法有零序電流群體比幅比相法 [6][7] 、零序有功分量法 [8] 、五次諧波功率方向法、 DDA [9] 法、首半波法 [10] 、注入法 [11][12] 和小波法 [13][14][15]、 、相關(guān)原理法 [16] 等。 小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障饋線非故障相的暫態(tài)電流分量 （ Transient Current Component， TCC）僅與自身參數(shù)有關(guān)，可以避免系統(tǒng)運(yùn)行不確 定因素的影響。 文獻(xiàn) [17] 按照高壓輸電線路故障測距中阻抗測距的思想，在小電流接地故障等效 序網(wǎng)上導(dǎo)出一含有故障距離的二次方程，但此方法在等效網(wǎng)絡(luò)簡化以及提取基頻分 量、求 解等環(huán)節(jié)必然產(chǎn)生誤差，且面臨區(qū)別真?zhèn)胃膯栴}。因此，更充分的提取故障的信息量，更可靠的控制模式有待于進(jìn)一步的 研究。而通過對(duì)注入信號(hào)電流和電壓的檢 測，計(jì)算變電所到接地故障點(diǎn)之間的電抗，便可實(shí)現(xiàn)故障測距。運(yùn)行中的消弧線圈和現(xiàn)代的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置并不都 是恰好在諧振點(diǎn)運(yùn)行，在一般情況下它們多采用略微偏離諧振點(diǎn)的過補(bǔ)償運(yùn)行方 式，“諧振接地”比較符合中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的實(shí)際情況，所以中性點(diǎn)經(jīng)目錄 II 適用性分析 ....................................................... 33 目前存在的問題 ............................................. 33 改善條件 ................................................... 33 第五章 結(jié)論與展望 ....................................... 35 結(jié)論 ............................................................. 35 展望 ............................................................. 36 深入分析探討 ............................................... 36 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 ............. 36 參 考 文獻(xiàn) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 37 致 謝 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ..39 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況 ...................... 40華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 出接地電阻，對(duì)于非故障線路，接地電阻趨向于無窮大；而對(duì)于故障線路，可以給 出接地電阻的估計(jì)值。 中性點(diǎn)不接地，實(shí)際上是經(jīng)過集中于電力變壓器中性點(diǎn)的等值電容接地的，其 零序阻抗多為一有限值，而且不一定是常數(shù)。該算法綜合考慮了配電網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)的電氣特征和電氣分布規(guī)律， 體現(xiàn)了邏輯“ 0”、“ 1”的等同貢獻(xiàn)。隨著我國配電網(wǎng)改造的不斷深入和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)試點(diǎn)的逐 步開展，對(duì)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障 的處理具備了深入到故障定位層面上的條 件。但是，中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，特別是以架空線路為 主的配電網(wǎng)，其單相接地故障的幾率比高壓網(wǎng)絡(luò)大，相應(yīng)的跳閘次數(shù)會(huì)大大增加。但是，如果故障瞬 間為基波電壓零點(diǎn)附近則自由分量很小，首半波電流較小，可能出現(xiàn)死區(qū)。根據(jù)小波變換的模極大值檢測理論，比較小波變換的大小和極性， 從而選出接地故障線路 相關(guān)原理法，由于故障線路表現(xiàn)為電容放電的電路特征，而非故障線路均表現(xiàn) 為電容充電的電路特征，利用相關(guān)分析原理，對(duì)故障后的各條出 線的暫態(tài)零序電流 波形在一定數(shù)據(jù)窗下進(jìn)行兩兩相關(guān)分析，形成相關(guān)矩陣，求出各條出線與其他出線 的相關(guān)系數(shù)，再經(jīng)排序策略可得到按照線路發(fā)生接地故障的可能性大小的選線序 列，從而選線。在故障定位方面，近年來也有許多研 究，但由于各種不利因素 的存在，一直沒有很好的解決故障定位的精確度問題。 由此可見單相接地故障的暫態(tài)分量故障特性更明顯，其包含有刻畫故障特征的更豐 富的信息，可以作為小電流接地系統(tǒng)單相接地故障定位的依據(jù)。在我國，大多數(shù)配電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地方式或經(jīng)消弧線圈接地方式，可帶故 障運(yùn)行 1— 2 小時(shí)而不立即跳閘，近年來，一些城市電網(wǎng)改用經(jīng)電阻接地的運(yùn)行方 式。對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，比幅比相對(duì)基波進(jìn)行。 消弧線圈對(duì)五次諧波呈現(xiàn)高阻抗，此時(shí)的電感電流遠(yuǎn)小于系統(tǒng)電容電流，相差約為 25 倍左右，故可忽略電感電流。雖然這種接地方式會(huì)由于非故障相對(duì)地電壓可升高到 3倍，而對(duì)設(shè)備的絕緣水 平要求提高，但在電網(wǎng)電容電流不大，接地電弧能夠自熄的條件下，電網(wǎng)可帶故障 繼續(xù)供電 1~2 小時(shí)。 配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)覆蓋所有配電設(shè)備，但應(yīng)考慮現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已監(jiān)控 一部分設(shè)備，為避免設(shè)備的重復(fù)投入，配電自動(dòng)化系統(tǒng)通過與該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊 并獲取有關(guān)信息，同時(shí)，根據(jù)需要，可向調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提供配網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。本文依據(jù)這些節(jié) 點(diǎn)的信息和配電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，構(gòu)建了三維邏輯空間分析模型，提出了小電流接地系統(tǒng) 單相接地故障定位的新方法，提高了故障定位的準(zhǔn)確性。 （ 3） 然后，根據(jù)實(shí)際可能發(fā)生的情況，從特征判據(jù)誤選、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)失效和隨機(jī) 干擾這三個(gè)具有代表性的側(cè)面結(jié)合具體算例予以驗(yàn)證了上述故障定位新 方法。另外為提高通信 的可靠性，通常采用光纖通信中的雙纖自愈環(huán)組網(wǎng)方式。主站通過 FTU 的測量實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的 SCADA 功能，并 能通過對(duì)各 FTU 的控制實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的故障識(shí)別、故障隔離、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)及 配網(wǎng)的無功 / 電壓控制和優(yōu)化運(yùn)行等功能。下面分別這三部分進(jìn)行簡述。應(yīng)用軟件以配網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為 基礎(chǔ)，應(yīng)用客戶機(jī) /服務(wù)器模式，各自獨(dú)立實(shí)現(xiàn)不同的自動(dòng)化功能。 FA 的實(shí)現(xiàn) 不同母線的兩條出線通過聯(lián)絡(luò)開關(guān) S 3 聯(lián)成手拉手供電環(huán)，在正常情況下，出口 開關(guān)（斷路器） CB CB2 和分段開關(guān) S 1 、 S 2 、 S 4 、 S 5 處于合狀態(tài)，線路 A、 B、 C、 D、 E、 F 均帶電。 當(dāng)放生單相接地故障時(shí)，非故障線路上各線段留過的零序電流 為自本段線路首端至本條線路末端這段線路對(duì)地的電容電流，其方向均由母線流向 線路；而故障線路首端的零序電流為全系統(tǒng)非故障線路對(duì)地電容電流之和，在故障 線路的接地點(diǎn)至母線這區(qū)段中，流過分段開關(guān)的零序電流在數(shù)值上較本故障線路首 端的零序電流大，其方向均為線路流向母線，而故障點(diǎn)后各段的零序電流方向?yàn)槟? 線至線路。 如所有線路邏輯量 ijP