【正文】 據(jù)，提供了良好的信息來源。因此，故障線路J始端所反應(yīng)的零序電流為 （27）其有效值為 （28）即故障線路零序電流，數(shù)值等于全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之總和（不包括故障線路本身），電容性無功功率方向為由線路流向母線，方向與非故障線路相反。（3）在故障線路上:1）若為不接地系統(tǒng)，零序電流為全系統(tǒng)非故障元件對地電容電流之和，數(shù)值一般較大，零序電流相位滯后零序電壓90186。因為消弧線圈是按照對工頻容性電流作過補償和避開系統(tǒng)諧振的原則設(shè)定其電感值的，所以零序網(wǎng)突然接入工頻零序電壓源的暫態(tài)過程是一個過阻尼的衰減過程。所以零序網(wǎng)中的諧波電流主要是11 次等非三倍數(shù)奇次諧波，它們的幅值在時間軸上都是先突變后衰減，而同一時刻各次諧波的幅值則是次數(shù)越高幅值減小。它們對不同頻率的電壓呈現(xiàn)出不同的阻抗，以下是對線路和消弧線圈的分析：（1） 線路零序阻抗的頻率特性因為零序電流中低次諧波的幅值比高次諧波的幅值大得多，所以可以大致確定要尋找的零序電流線路特征差異是在低次諧波里。按照公式（217），使用三條典型10kV 線路的數(shù)據(jù)（同本文后面驗證部分的仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)），如表21所列，計算出它們的零序阻抗頻率特性曲線如下：表21 三條10kV 線路的參數(shù)長度(km)R0 + j XL0 (Ω/km)BC0 (181。升到90176。所以在線路零序電流的低次諧波中，頻率在容性頻帶內(nèi)的諧波都是容性電流，頻率在感性頻帶內(nèi)的諧波都是感性電流。綜合前面對線路和消弧線圈的分析可知，根據(jù)一個系統(tǒng)的具體參數(shù)可在頻率軸劃分出一系列等長相間的容性和感性頻帶，該系統(tǒng)的暫態(tài)零序電流低次諧波分量由其頻率所處的頻帶性質(zhì)決定其電流是容性還是感性。圖25 樹狀配網(wǎng)拓?fù)鋱D為分析區(qū)段零序電流，這里首先定義幾個基本概念：1）節(jié)點：斷路器、分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等開關(guān)設(shè)備以及線路分叉點稱為節(jié)點，如圖25中1~10為節(jié)點編號；2）支路：兩個節(jié)點之間沒有被其他節(jié)點分隔的、連通的供電線路和沿途各種配電設(shè)備的集合稱為支路，如圖中節(jié)點1和2和3等之間的線路為支路；3）區(qū)段：開關(guān)與開關(guān)之間或開關(guān)與主干線分叉點之間的支路集合稱為區(qū)段，如圖中節(jié)點1和4和4和10之間的支路集合為區(qū)段； 4）檢測點：配備有可以采集電壓電流信號的FTU的節(jié)點，即各個開關(guān)設(shè)備處及主干線分支首端。2）故障線路故障點上游檢測點檢測的零序阻抗為其背側(cè)阻抗，即由檢測點到母線區(qū)段與所有健全線路、消弧線圈（經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)）或者接地電阻（經(jīng)高阻接地系統(tǒng)）并聯(lián)，串聯(lián)的等效阻抗。但各個檢測點測得阻抗的首次諧振均為串聯(lián)諧振；故障點上游各檢測點，離故障點越近的檢測點，其首次諧振頻率越??；在最低頻段均呈容性；所有頻段上隨頻率增加阻抗交替呈現(xiàn)感性和容性。（2）的確定1）對確定且線路結(jié)構(gòu)相對簡單的系統(tǒng)，可以通過推導(dǎo)得到在該種分析中，需要分析的情況可以歸結(jié)為：幾條線路串聯(lián)，并聯(lián)；幾條線路并聯(lián)后與一段線路串聯(lián)。當(dāng)欠阻尼時故障暫態(tài)過程的主諧振頻率包含在特征頻段內(nèi)[44]，所以為了確定，從而可以先求取主諧振頻率，然后通過兩個頻率之間的關(guān)系間接求取。變化范圍一般為 300Hz~3KHz，而 小于 4 次諧波即小于 200Hz，故 。在工程應(yīng)用中，對于大多數(shù)系統(tǒng)，SFB可大致選為150Hz～2000Hz。，在SFB內(nèi)，各檢測點零序電流均為容性，方向一致。 基于暫態(tài)零序特征電流分量方向的方法 暫態(tài)零序電流的分布特點, 暫態(tài)零序容性電流從故障虛擬電源輸出，經(jīng)故障區(qū)段分配到各健全區(qū)段。對于具有連續(xù)頻譜的暫態(tài)電壓電流信號，此方法不再適用，須尋找其它可以表征電流流向的參量。用來描述檢測點關(guān)聯(lián)關(guān)系，則 （39） 矩陣中是檢測點編號，為檢測點下游某個相鄰檢測點號，母線編號為0，為出線端檢測點號。因?qū)τ谟行z測點，如檢測點2，因其后面的區(qū)段長度會比較短，流過的電流較小，有可能導(dǎo)致檢測點2處的的，即出現(xiàn)[1 ]。但是當(dāng)故障發(fā)生在相電壓過零點附近或過渡電阻很大時，情況有所不同。 有功分量幅值算法實現(xiàn)首先，對零序電壓及各檢測點處零序電流通過富氏濾波求取150Hz以下，各頻域采樣點（在本文仿真中為0，50，100……Hz）頻率分量；然后在每一檢測點上，把零序電流投影到零序電壓方向（如圖35示，表示U0垂直方向），求零序電流低頻有功分量值。 算法評價及適用條件在消弧線圈接地系統(tǒng)中發(fā)生弱故障時，此算法可以利用幅值較大的零序基波電流，正確選擇故障區(qū)段，而且有較高的靈敏度，為上一區(qū)段定位方法提供有效的補充。（4）設(shè)計合適的低通濾波器，濾取各線路150Hz以內(nèi)電流分量，并求其有效值。該系統(tǒng)有三條出線，主變?yōu)榻泳€。d 消弧線圈參數(shù)在仿真消弧線圈接地系統(tǒng)時，系統(tǒng)設(shè)為過補償，補償度為8％。表32暫態(tài)零序電流方向比較方法計算的結(jié)果區(qū)段1234567參量（*e3），故障區(qū)段判斷過程如下：1）將各檢測點對應(yīng)值寫入矩陣。2）比較各出線端檢測點處值，即所建立矩陣第0行對應(yīng)值 [0 ]，具有電流頻譜最大值的為故障線路，故障點在檢測點1的下游。表35暫態(tài)零序電流方向比較方法計算的結(jié)果區(qū)段1234567參量（*e3）1）將各檢測點對應(yīng)值寫入矩陣。表35 暫態(tài)零序電流方向比較方法計算的結(jié)果區(qū)段1234567參量 1）將各檢測點對應(yīng)值寫入矩陣。所利用的故障電流值較小，但是各次故障都能正確判定故障區(qū)段，也具有較高靈敏度。在本文第二、三章研究了如何確定故障區(qū)段，本章探討研究如何進(jìn)一步定出故障點的位置。本章就如何更好地利用暫態(tài)過程中大量豐富的暫態(tài)分量進(jìn)行了探討：對配網(wǎng)建立模型，建立時域方程，用最小二乘優(yōu)化的方法對測距結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化從而得到故障點位置的最優(yōu)估計值。這種方法可以很好的融合在配電自動化中，使得饋線自動化可以在發(fā)生單相接地故障時，也可以及時、自動的實施故障隔離和保證非故障區(qū)段的供電，提高供電可靠性。各次故障都能正確判別區(qū)段，故障區(qū)段與正確區(qū)段特征差別明顯，靈敏度較高；所利用的電流值也較大，減小了測量和計算誤差。、過渡電阻Rf=1000Ω）。、過渡電阻Rf=50Ω）。、過渡電阻Rf=1000Ω）表33區(qū)段定位過程中判斷強弱故障的中間結(jié)果線路L1L6L5有效值i0MK=表33第4行數(shù)據(jù)表明，工頻電流所占比例都大于λ=，因此工頻量電流所占比例較大，發(fā)生的為弱故障，采用有功低頻零序電流幅值比較的方法。圖34 10kv輻射型配電網(wǎng)EMTP仿真模型（1）強故障情況（系統(tǒng)中性點運行在經(jīng)消弧線圈接地方式)對于仿真系統(tǒng)發(fā)生區(qū)段5，A相接地故障,故障點距5檢測點（初始角=80176。變壓器的額定容量為。其中執(zhí)行仿真計算的ATP 程序，是由EMTP（Electro Magnetic Transients Program）程序衍化而來，后者的元件模型和仿真算法都是國內(nèi)外學(xué)術(shù)界公認(rèn)為準(zhǔn)確有效的。（7確定是否為強故障）。在此例中，判斷故障點在檢測點3的下游。由于有功電流只流過第一類檢測點，因此，第一類檢測點處的零序電流有功分量遠(yuǎn)大于第二類檢測點處的零序電流有功分量。4）計算該處參量； （313）5）。3）進(jìn)一步比較檢測點1下游相鄰檢測點處值，即矩陣的第1行對應(yīng)值，此例中為[1 ]。為充分利用故障后所有暫態(tài)信息及增加抗干擾能力，可在暫態(tài)過程時間段內(nèi)對參量進(jìn)行平均得到參量： （37）式中： （38） 故障區(qū)段判別方法（1）搜索下接檢測點為了便于搜索下游相鄰檢測點，本文建立了檢測點關(guān)聯(lián)矩陣。本文在以下小節(jié)研究了體現(xiàn)暫態(tài)零序容性電流流向的方法及如何利用故障點上下游檢測點處暫態(tài)零序電流的流向關(guān)系判斷故障區(qū)段。為此提出利用零序電流有功分量幅值進(jìn)行比較的方法作為其有效補充，形成綜合區(qū)段定位方案。，在中性點非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，全系統(tǒng)將出現(xiàn)零序電流，零序電流從虛擬電源輸出后經(jīng)故障線路和母線分配到各條健全線路再經(jīng)大地返回。與各條線路出口檢測阻抗相頻特性相比，雖然不同線路不同檢測點所檢測零序阻抗首次串聯(lián)諧振頻段不再統(tǒng)一，但均大于整個系統(tǒng)的主諧振頻率。但考慮到虛擬電源的頻率特性，則只有首次串聯(lián)諧振頻率對應(yīng)的諧振電流幅值最大。若線路為同一線路參數(shù)，出線數(shù)不多，且變動不是很大，可以事先計算每個檢測點處的最小上限頻率。而對經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，或者為同時適用三種接地系統(tǒng)，特別是需要經(jīng)常改變接地方式的系統(tǒng)，為完全消除消弧線圈感性電流影響，SFB 須選為從到的頻帶范圍。的感性頻帶。其相頻特性和暫態(tài)零序電壓電流信號特性等同于母線處健全線路特性，不同點是由于被檢測線路長度減小，其首次串聯(lián)諧振頻率和諧振頻率間隔都相應(yīng)增大。 a 輻射網(wǎng)圖 b 樹狀網(wǎng)圖 c 環(huán)狀網(wǎng)圖圖24 配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)近年來，隨著對供電可靠性要求的提高，很多配電線路采用“手拉手”式的環(huán)網(wǎng)運行方式，即在正常運行狀態(tài)時，聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)的負(fù)荷分別由本側(cè)的母線提供，聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于分?jǐn)酄顟B(tài)，而在一側(cè)發(fā)生故障時，故障點被隔離后，聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，故障點兩側(cè)的負(fù)荷由兩側(cè)的電源分別提供。而對于線路零序電流的諧波分量，消弧線圈的感性補償作用都是以諧波次數(shù)平方級的水平被削弱的。線路長度越長，阻抗角的變化周期越短。而線路零序阻抗的幅頻特性（見圖23右側(cè)三個小圖）為周期梳狀函數(shù)，梳狀尖峰之間的頻率周期為，與線路零序阻抗相頻特性的周期相同。在零序網(wǎng)中，線路末端負(fù)荷的零序阻抗為無窮大，相當(dāng)于開路，即。所以零序諧波電壓的相角基本相同，則零序諧波電流的相角主要取決于諧波電流的通路阻抗。因而在零序網(wǎng)中產(chǎn)生一系列的零序奇次諧波電流。零序網(wǎng)絡(luò)中不包含電源電動勢，只在故障點存在由故障條件所決定的不對稱電壓源中的零序分量。（2）在非故障元件上有零序電流，其數(shù)值等于本身對地電容電流，零序電流相位超前零序電壓90186。對于故障線路J，B相和C相與非故障線路一樣，流過本身對地電容電流和，而不同之處是在接地點要流回全系統(tǒng)B相和C相對地電容電流之和，其值為 （25）其有效值為 （26）式中：——全系統(tǒng)對地電容的總和。其中電流量通常較大，尤其是接地電容電流的暫態(tài)分量往往比其穩(wěn)態(tài)值大幾倍到幾十倍，容易測量。（2）在分析配網(wǎng)單相接地故障時區(qū)段暫態(tài)零序電流的特征的基礎(chǔ)上，研究提出了單相接地故障的區(qū)段定位方法。該法優(yōu)點：不受負(fù)載參數(shù)變化影響。缺點：注入信號的強度受PT容量限制；接地電阻較大時線路上分布電容會對注入的信號分流，給選線和定點帶來干擾；如果接地點存在間歇性電弧現(xiàn)象，注入的信號在線路中將不連續(xù)，給檢測帶來困難；尋找時間較長，有可能在此期間引發(fā)系統(tǒng)的第2點接地，造成線路自動跳閘。但如何解決好實際應(yīng)用中面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題,比如行波測距模式的確定、行波信號的獲取、架空電纜混合線路的影響，短線路、多分支線路的影響以及高阻接地故障的影響，大量配置的價格問題等,是其獲得成功應(yīng)用的關(guān)鍵。所用分量為特征頻帶（0~125hz）內(nèi)的暫態(tài)量。文獻(xiàn)[27]提出了基于故障后暫態(tài)電氣量，利用時間序列小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理，來實現(xiàn)直配線單相接地故障測距的方法。而因小電流接地系統(tǒng)自身特點不同于中性點直接接地系統(tǒng)，故障前后基頻分量變化很小，且絕大多數(shù)為間歇性瞬時故障，暫態(tài)波形畸變嚴(yán)重，不可能精確提取基頻分量，故基于基頻分量的測距方法誤差必然較大[23][24]。但本文中近似認(rèn)為線路故障分量電流全部流過過渡電阻。利用的電氣量為基頻電氣量。文獻(xiàn)[15]提出了一種故障定位裝置的設(shè)計與開發(fā)思路，該裝置是用來對輻射狀變電站饋電線和配電線路進(jìn)行故障測距的。文獻(xiàn)[13]將有功分量方向保護法和法兩種方法融合、改進(jìn)，提出了一種配合FTU工作的小電流系統(tǒng)單相接地故障定位方法—零序電流增量法。但是根據(jù)我國配網(wǎng)特點，及投資成本，這些方法在實用上還存在一些問題。目前常用的戶外故障探測器有線路故障指示器和線路FTU兩種，都是根據(jù)故障點前后故障信息的不同確定故障所在區(qū)段。（2）選出故障線后，因為一條配電線上可能有很多分支線，需要確定故障點所在的分支或者故障區(qū)段。隨著國家投資力度的加大，我國配電網(wǎng)得到了大力的改造，配電自動化系統(tǒng)在全國范圍逐漸推廣，得到了廣泛的應(yīng)用，很多地方的自動化系統(tǒng)的通信條件得到了極大的改善，通信可靠性基本得到了保障，為集中智能模式的實施創(chuàng)造了條件。這種模式自動化水平也較低，故障處理所需的停電時間比較長，系統(tǒng)的供電可靠性不高，但是對系統(tǒng)及用戶的沖擊小，因此這種處理模式仍普遍存在于我國配電網(wǎng)中。隨著現(xiàn)在工農(nóng)業(yè)的高度電氣化、高度自動化以及信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)的規(guī)模也在不斷擴大，人們對電力供應(yīng)的安全可靠性提出了越來越高的要求，減小停電范圍、縮短停電時間、全面建設(shè)配電自動化系統(tǒng)成了配電網(wǎng)改造和建設(shè)的重要任務(wù)。所以及時地確定故障點并排除故障便顯得非常重要。配電系統(tǒng)中發(fā)生機率最大的故障是單相接地故障。綜合區(qū)段定位方法適合于各種故障類型，具有很高的靈敏度和準(zhǔn)確性。 畢業(yè)論文小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線方法的分析研究網(wǎng)絡(luò)教育