【正文】 接消弧線圈時(shí)是一樣的，不同之處是在接地點(diǎn)又增加了一個(gè)電感分量的電流 LI 錯(cuò)誤 !未找到引用源。由于放電電容電流振蕩頻率高，衰減速度快，而對選線作用不大。 為等效零序電源電壓。 002 LC ，所以，電容電流具有周期性的衰減特性，自由振蕩頻率一般為 300~1500Hz。s in ( s in c o s ) s in ( )tmcmUu e t t U t?? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ?； () 39。當(dāng) ? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 接地時(shí)，電容電流的自由分量 39。如果 39。 區(qū)間內(nèi)，暫態(tài)分量遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)分量，發(fā)生在相電壓過零點(diǎn)附近時(shí)最小。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 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 考慮 r? L,故 Z? ? L, ? ? 0； 39。由式 211和 216 可以推算出暫態(tài)接地電流： 39。 為中性點(diǎn)接地電阻； jdR 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 F，模擬實(shí)驗(yàn) jdR 為 0。故障發(fā)生在相電壓最大值附近時(shí)，高頻衰減的暫態(tài)零序電流最大，發(fā)生在相電壓最大值 030? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 相位一致的頻帶上，各線路暫態(tài)零序電流的幅值有如下關(guān)系： 00( ) ( )jiijI f I f???； () 0 0 02 ( ) ( ) ( )j i jijI f I f I f????； () 即 00 ()() 2j IfIf ?? ； () 因此，在健全線路暫 態(tài)零序電流相位一致的頻帶內(nèi)，故障線路暫態(tài)零序電流幅值等于所有出線暫態(tài)零序電流幅值和（記為 0()2If? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。若線路 i中有 0iI 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，比較確定 錯(cuò)誤 !未找 到引用源。 ，仿真得到的暫態(tài)零序電流波形如下圖所示 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 2 0 1 001020304050線路10 . 0 2 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 1 4 1 2 1 086420246線路20 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 2 5 2 0 1 5 1 050510線路30 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 62 1 . 51 0 . 500 . 51線路40 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 2 0 1 5 1 050510線路50 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 63 2 . 52 1 . 51 0 . 500 . 51線路10 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 2 0 1 001020304050線路20 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 3 0 2 5 2 0 1 5 1 05051015線路30 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 62 1 . 51 0 . 500 . 51線路4中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁 02VALI 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 全部為正時(shí)，為母線故障。 反相位，才有唯一的 iP = cP 為負(fù)值，因此可以斷定 c為故障饋線。 ；小于 0 的黑色虛線為非故障饋線與故障饋線相互點(diǎn)積積分值 cP 錯(cuò)誤 !未找到引用源。因而，為了使相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果真正反映信號(hào)之間的相似性，就要排除信號(hào)幅度的影響，為此必須對相關(guān)運(yùn)算做歸一化處理。因此，可通過分析各線路零序電流的相似性檢出故障線路。 為 5? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 1 和 E2 中max min??? 均成立，且線路 1 的綜合相關(guān)系數(shù) 1? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。該方法對于富有暫態(tài)分量的選線電弧接地故障等式很有效的，而對暫態(tài)分量很小的穩(wěn)態(tài)接地故障和暫態(tài)衰減很快并且幅值不高的高 祖接地故障，選線效果難以保證。暫態(tài)信號(hào)比較豐富時(shí)，具有很高的準(zhǔn)確率。 (2)仿真驗(yàn)證 2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，過補(bǔ)償度 10％情況下，線路 1在距離母線 10km 處，發(fā)生 A相接地故障，過渡電阻 gR 為 5? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， i=1， 2，?， n。 xy?錯(cuò)誤 !未找到引用源。 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5864202468x 1 07 圖 42（ a） 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng) 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 53210123x 1 07 圖 42（ b）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng) 基于相關(guān)分析的選線方法 相關(guān)函數(shù)是時(shí)域描述隨機(jī)信號(hào)統(tǒng)計(jì)特征的一個(gè)非常重要的數(shù)字特征。 全部為負(fù)時(shí)，參考饋線與所有被測饋線反相位，參考饋線為故障饋線。 和 0()jit錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為濾去工頻穩(wěn)態(tài)分量后饋線零序暫態(tài)電流， A； T為積分時(shí)間， s，最好大于等于暫態(tài)分量的周期； M為 T積分時(shí)間的采樣點(diǎn)數(shù)。 ，仿真得到的暫態(tài)零序電流波形如下圖所示 01VALI 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 條。的故障分量。雖然暫態(tài)分量較穩(wěn)態(tài)分量大很多，但由于暫態(tài)分量衰減速度快，持續(xù)時(shí)間短，衰減完后將主要由穩(wěn)態(tài)分量起作用。因此，小電流接地系統(tǒng)是否接入消弧線圈不影響利用暫態(tài)分量進(jìn)行判斷的結(jié)果。圖中采樣頻率為 12kHz，故障線路對地電容 3C 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 3 小電流接地電網(wǎng)電弧接地故障模擬實(shí)驗(yàn) 小電流接地模擬電網(wǎng)如下圖所示 , 1C , 2C 為非故障饋線對地電容： 3C 錯(cuò)誤 !未找到引用源。當(dāng) ? 錯(cuò)誤 !未找到引用源 。39。 為消弧線圈鐵心中的磁通。 綜合以上分析暫態(tài)電容電流的特點(diǎn)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(shí)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)，過渡電阻等因素有關(guān)，但與中性點(diǎn)是否經(jīng)消弧線圈接地?zé)o關(guān)。 時(shí)，暫態(tài)電容電流中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 近似等于共振頻率與諧振頻率之比，可能較穩(wěn)態(tài)值大幾倍到幾十倍。 為零時(shí)，其值最小，當(dāng) ? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。( si n si n c os( ) )tcmi U C e t t??? ? ? ? ?? ?? ? ?； () 式中 mU —— 相電壓幅值； 002RL?? —— 自由分量衰減系數(shù)； 0 001CL? ?—— 回路共振角頻率； 39。 =0 計(jì)算得出： 39。 時(shí)，回路電流的暫態(tài)中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 過程具有周期性的振蕩和衰減特性；當(dāng) 00 02 LR C?錯(cuò)誤 !未找到引用源。 0u di LrLi L0R Ci0L C 圖 27 單相接地暫態(tài)電流的等效電路 圖 27 為單相接地暫態(tài)電流的等效電路 , 0C 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 時(shí)，電容性無功功率的方向都是母線流向線路，因此，這種情況下利用穩(wěn)態(tài)零序電流無法判斷出故障線路。為解決此問題，通常在中性點(diǎn)接入消弧線圈。jB D B A AU E E E e ?? ??? () 01503 jC D C A AU E E E e ?? ? ? ?； () 中國礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 故障點(diǎn) d 的零序電壓為 0 1 ( ) 。二是經(jīng)過一個(gè)線性電抗線圈，即消弧線圈接地， 10~63Kv 多屬這類情況。然后，通過小電流接地模擬電網(wǎng)在不同條件下發(fā)生單相接地故障時(shí)的實(shí)錄波形分析與處理，得到了小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)暫態(tài)特征。 ⑤中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中存在瞬時(shí)功率倒相問題。對于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，失諧度表示電流諧振等效回路的不同工作狀態(tài)和偏離諧振的程度。但在實(shí)際應(yīng)用中，對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)采用比幅、比相原理選線可以達(dá)到很高的準(zhǔn)確率。 20 世紀(jì)九十年代初，國外已將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理應(yīng)用于單相接地保護(hù)，并有文獻(xiàn)提到應(yīng)用專家系統(tǒng)方法，隨著小波分析的出現(xiàn)和發(fā)展，國內(nèi)外均有文獻(xiàn)提及，利用小波分析良好的時(shí)頻局部性，分析故障暫態(tài)電流的高頻分量的方法。配電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)能選出發(fā)生接地的線路并及時(shí)發(fā)出信號(hào)，而不必理解跳閘，但當(dāng)單相接地對人身和設(shè)備的安全造成危險(xiǎn)時(shí)，則應(yīng)動(dòng)作于跳閘。 zerosequence transient current。之后本文深入分析了小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障穩(wěn)態(tài)過程和暫態(tài)過程，為選線方法尋找理論依據(jù)。然后，通過小電流接地模擬電網(wǎng)在不同條件下發(fā)生單相接地故障時(shí)的實(shí)錄波形分析與處理，得 到了小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)暫態(tài)特征。 Simulink 目 錄 1 緒論 ............................................................ 1 小電流接地系統(tǒng)單相接地故障研究現(xiàn)狀 ......................... 1 小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線難點(diǎn) ......................... 2 本論文研究的目的和主要內(nèi)容 ................................. 3 2 小電流接地選線理論基礎(chǔ) .......................................... 3 小電流接地方式介紹 ......................................... 3 各種接地方式單相接地故障分析 ............................... 5 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn) .................... 5 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn) ............ 8 小電流接地暫態(tài)過程的基本特征 .............................. 10 暫態(tài)電容電流 ......................................... 10 暫態(tài)電感電流 ......................................... 13 暫態(tài)接地電流 ......................................... 14 3 小電流接地電網(wǎng)電弧接地故障模擬實(shí)驗(yàn) ............................. 14 4 基于暫態(tài)零序電流信號(hào)特征分量的選線方法研究 ..................... 24 暫態(tài)零序電流幅值比較法 .................................... 24 選線原理 ............................................. 24 仿真驗(yàn)證 ............................................. 25 暫態(tài)零序電流極性比較法 .................................... 27 選線原理 ............................................. 2