【正文】 于本線路對地電容，方向為母線流向線路；故障線路，暫態(tài)零序電流等于所有非故障線路對地電容的充電電流之和 ，方向為線路流向母線。m 條。當(dāng) iP 全部為負時，參考饋線與所有被測饋線反相位，參考饋線為故障饋線 。由于小電流接地系統(tǒng)暫態(tài)特征信號較弱，電磁干擾致使現(xiàn)場信號失真等情況，利用相關(guān)分析的方法可以根據(jù)各條線路故障零序電流的相似程度不同進行選線 [2]。選線步驟如下： ，對故障后第一周波內(nèi)各條線路零序電流暫態(tài)分量的波形進行兩兩相關(guān)分析，求取線路之間的兩兩相關(guān)系數(shù)，形成相關(guān)系數(shù)矩陣 M 11 12 112nn n nnM? ? ?? ? ?????? ????； （ ） 式中， n 為饋出線的條數(shù)。暫態(tài)信號比較豐富時，具有很 高的準確率。 為克服系統(tǒng)不平衡電流和穩(wěn)態(tài)工頻分量的對線路保護裕度的影響，本算例對采樣數(shù)據(jù)進行了陷波處理。算法描述如下： （ 1） 139。1( ) 。這對正確做出選線會有一定影響， 但滿足如下算法要求。 基于 “ 故障線路零序電流和健全線路零序電流差異最大 ” 原理的相關(guān)分析故障選線方法，利用故障暫態(tài)信號的幅值、相位綜合信息 ，具有較好的選線效果。求解 E1 和 E2的過程中，由于濾除了各線路零序電流中極為相似的不對稱分量和相似性較強的工頻穩(wěn)態(tài)分量，提高了選線保護裕度。而故障線路由于附加零序電壓源的存在，其零序電流波形與其它線路的零序電流波形差異最大。 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5864202468x 1 07 圖 42（ a） 中性點不接地電網(wǎng) 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 53210123x 1 07 圖 42（ b）中性點經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng) 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 30 頁 基于相關(guān)分析的選線方法 相關(guān)函數(shù)是時域描述隨機信號統(tǒng)計特征的一個非常重要的數(shù) 字特征。由單相接地故障暫態(tài)特征可知 ，假設(shè)參考饋線 j是非故障饋線，當(dāng)被測量饋線 i也是非故障線時， 0()iit和 0()jit同相位， iP 必然為正值；只有當(dāng)?shù)?i=c條被測量饋線是故障饋線時， 0()iit和 0()jit反相位，才有唯一的 iP = cP 為負值，因此可以斷定 c為故障饋線。（ 2）在各條饋線上（ m 條），求零序電流 0()ik的有效值 20 . 01 ( ) /ni V A L ikI i k n?? ?，并求 m條饋線 的平均值 meanI 。 （ 2）暫態(tài)分量的幅值主要由單相接地發(fā)生的時刻決定，也與電網(wǎng)對地電容、線路電感以及故障點電阻有關(guān)。 錄波儀來 自 T V 的 零 序 電 壓1C2C3CjdRNRTA 1T A 2T A 3T A 4kB3 8 0 V6 k V 圖 31 小電流接 地模擬電網(wǎng)電路 為 分析小電流接地電網(wǎng)故障電流的暫態(tài)特征，在以上模擬電網(wǎng)上，在不同的電網(wǎng)對地電容值、不同的接地故障電阻條件下 ，得到實驗實錄典型波形 如下圖示 。 [ c o s c o s ( ) ]tLL et?? ? ? ? ??? ? ?； () [ c o s c o s ( ) ]tmL Ui e tL ?? ? ?? ?? ? ?； () 暫態(tài)電感電流振蕩角頻率與電源的角頻率相等，其幅值與接地瞬間電源電壓的中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 相角 ? 有關(guān)。因前面假定三相對地電容對稱，故故障發(fā)生前，消弧線圈電流 Li 為零，磁通 L? 為零。 綜合以上分析 暫態(tài)電容電流的特點以及過渡過程，我們得到小電流接地 電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時具有以下特征 [8]： （ 1）暫態(tài)分量的頻率和衰減速度與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，變壓器線圈參數(shù)，過渡電阻等因中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 素有關(guān)，但與中性點是否經(jīng)消弧線圈接地?zé)o關(guān)。 當(dāng)故障發(fā)生在電壓峰值，即 ? 為 2? 接地時，電容電流的自由分量 39。39。tcc c mdiR i L i d t U td t C ??? ? ? ?? () 當(dāng) 0R 002 LC 時，回路電流的暫態(tài)過程具有周期性的振蕩和衰減特性 ；當(dāng)0002 LR C? 時，回路電流的暫態(tài)過程 具有非周期性的振蕩衰減特性，并逐漸趨于穩(wěn)態(tài)。 （ 2）當(dāng)采用過補償方式時 LI CI? ，即 ，流經(jīng)故障線路的零序電流將大于本身的電容電流 ，而 電容性無功功率的方向仍然是母線流向線路，和非故障線路的方向一樣，因此難以利用穩(wěn) 態(tài)零序電流判斷出故障線路 [5]。 （ 2） 在非故障元件上有零序電流，其數(shù)值等于本身的對地電容電流，電容性無功功率的實際方向為母線流向線路。 中性點 直接接地與經(jīng)小阻抗接地 屬于有效接地系統(tǒng) 或大電流接地系統(tǒng) ，中性點不接地 、中性點經(jīng)消弧線圈接地和經(jīng)高阻抗接地 屬于非有效接地系統(tǒng)或者小接地電流系統(tǒng) 。最后，給出本文的選線判據(jù)。主要討論的是在小電流接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，如何正確的進行故障線路的選擇。當(dāng)電流諧振回路工作于過補償狀態(tài)時，殘流中含有有功分量和感性無功分量，殘流相位滯后于中性點位移電壓。 （ 2）故障穩(wěn)態(tài)分量小，給信號的檢測和選線判斷造成困難。 70年代后期，上海繼電器廠和許昌繼電器廠等單位研制生產(chǎn)了一批有選擇性的接地信號裝置，如反映中性點不接地系統(tǒng)零序功率方向 保護 ZD4 型保護，反映經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) 5 次諧波零序功率方向的 ZD ZD6 型保護 。裝置由電磁式繼電器，晶體管發(fā)展到了模擬集成電路和數(shù)字電路，而微機構(gòu)成的裝置較少。電壓等級在 110kV 以下、 6kV 以上的中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，其中性點接地方式主要為非直接接地方式，即不接地或者經(jīng)過消弧線圈接地，這樣的系統(tǒng)一般稱為小電流接地系統(tǒng) [1]。鑒于模擬電網(wǎng)的局限性，本論文 采用 搭建具有 10kV 五出線的 仿真 電網(wǎng) 進行大量的單相接地故障仿真實驗。由于單相接地故障的復(fù)雜性，在相當(dāng)多的電弧接地情況下，穩(wěn)態(tài)分量很小而暫態(tài)分量成分很高，因此，可以利用零序電流中暫態(tài)分量的豐富信息來判斷故障饋線。 關(guān)鍵詞： 小電流接地選線；單相接地故障；零序電流；暫態(tài)分量； Simulink ABSTRACT In China， the indirectly earthed power system are monly used in distribution work. And singlephase earth fault accounted for about 80% of all the failures in distribution work. Due to the plexity of singlephase earth faults and the arc to ground when faults occurs in indirectly earthed distribution system, for most cases the steady state ponent of fault current is small or approximates to zero and the transient ponent is high. Therefore, zerosequence transient current can be used for fault feeder detection. First of all, this paper analyzes the occurrence of singlephase earth fault, pointing out the difficulties for fault feeder selection, and then an overview of current research. In order to search for the theory foundation of line selection, the author analyzes steadystate and transient process indepth. After analyzing a lot of experimental data from the simulation of 6kV power work, the author obtains the features of zerosequence transient currents in faulty feeder arcing fault and healthy feeders while arcing fault occurs. On this basis, this paper study the principle of many existed methods of singlephase grounded feeder detection, and use recording waveform and simulation waveforms to verify their line section criteria, then a parative analysis of their algorithm for feeder detection. Due to the limitation the simulation of 6kV power work, this paper use of five 10kV feeder for the simulation of a large number of singlephase to ground fault. In order to eliminate the impacts of 50Hz current, the author use notch processed data to extraction the transient highfrequency signals. Finally, the author introduce a new method of singlephase grounded feeder detection in indirectly earthed power system based on the ratio of the first halfwave of zerosequence transient current, and a large number of simulation experiments under different conditions to further verify the validity of the method. Key words: indirectly earthed power system。尤其 在瞬時故障下，短路點可以自行滅弧 ， 恢復(fù)絕緣，不需要運行人員采取什么措施，這對于減少用戶短時停電次數(shù)具有積極意義 [2]。德國多使用中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，并于 20 世紀 30 年代就提出了反映故障開始暫態(tài)過程的單相接地保護原理，研制了便攜式接地報警裝置。其中有南自研究院研制的微機小電流接地系統(tǒng)單相接地選線裝置，其主要原理是比較線路零序電流 5 次諧波的大小和方向；華北電力大學(xué)利用零序電流的 5次諧波比相原理研制的 ML98 型小電流接地系統(tǒng)單相接地微機選線裝置 [2]。 （ 3） 影響小電流將接地系統(tǒng)故障選線準確性和可靠性的因素很多。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障一般發(fā)生在相電壓峰值附中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 近，可以產(chǎn)生明顯的暫態(tài)電流，但是單相接地故障也可能發(fā)生在相電壓過零附近，此時故障零序電流中高頻暫態(tài)量小，感性衰減直流分量很大。所以，本文采用故障暫態(tài)分量，利用數(shù)字陷波處理的方法提取暫態(tài)特征，進行故障選線。電力系統(tǒng)中性點的 運行方式 涉及到很多因素，如絕緣水平、供電可靠性、接地保護方式、電壓等級、內(nèi)部過電壓、通信干擾、系統(tǒng)接線方式等。jB D B A AU E E E e ?? ??? () 01503 jC D C A AU E E E e ?? ? ? ?； () 故障點 d的零序電壓為 0 1 ( ) 。為解決此問題，通常在中性點接入消弧線圈。（ 2）由于非故障相電壓突然升高而引起的充電電容電流，它通過 變壓器線圈 而構(gòu)成回路 [4]。 暫態(tài)電容電流和暫態(tài)電容電壓均由自由分量和強制分量組成，利用初始條件(0)u =0,(0)i =0 計算得出： 39。( s in s in c o s ( ) )tcmi U C e t t??? ? ? ? ?? ?? ? ?