【正文】 。而零序電流互感器實際應用在小電流接地系統(tǒng)中，其原方電流值均很小，正常運行時其原方基本無電流，出現(xiàn)接地故障時其原方電流也很小，一般在 10A 以下。 5 結(jié)論與展望 15 5 結(jié)論與展望 論文主要探討小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障選線問題，并分析現(xiàn)有選線方法的優(yōu)缺點，適用范圍，研究了多判據(jù)信息融合選線方法及小電流選線系統(tǒng)的問題，主要總結(jié)如下： （ 1） 對小電流選線方法進行了分析，闡述了故障暫態(tài)算法和故障穩(wěn)態(tài)算法； （ 2） 進行了多判據(jù)信息融合選線方法分析，研究了綜合選線方案； （ 3） 針對小電流系統(tǒng)選線在實 際中的應用進行了分析，研究了檢測信號的原因及誤判的原因。經(jīng)實際測量，在原方零序電流為 5 A 以下時，各廠家生產(chǎn)的零序電流互感器，帶上規(guī)定的二次負荷后，變比誤差達 20％～ 80％，使得利用零序電流大小與方向、零序電流中 5 次諧波電流大小與方向和零序有功、無功功率原理的接地檢測裝置和微機保護無法保證接地檢測的準確度。工 程實際中使用的零序濾序器的線性測量范圍超出了實際可能的接地電容電流。 (2)干擾大、信噪比小小電流系統(tǒng)中的干擾主要包括 2 方面：一是在變電站和發(fā)電廠的小電流系統(tǒng)單相接地保護裝置的裝設地點，電磁干擾大；二是由于負荷電流不平衡造成的零序電流和諧波電流較大，特別是當系統(tǒng)較小，對地電容電流較小時，接地回路的零序電流和諧波電流甚至小于非接地回路的對應電流。多判據(jù)智能融合希望每個判據(jù)能夠輸出表征一條線路表現(xiàn)出故障特征程度的數(shù)值屬性描述，融合層需要對各個判據(jù)的數(shù)值屬性進行智能融合，這也需要對每種方法的有效性做出一個數(shù)值描述，最后得出一個綜合選線結(jié)果。但由于現(xiàn)有的群體選線方法利用的故障信息形式單一，仍未能很好地解決選線問題。 綜合選線方案 回顧小電流接地系統(tǒng)單相接地故障自動選線技術的發(fā)展歷程，自動選線技術已經(jīng)經(jīng)歷了三個階段。 選線原理選擇 中性點不接地方式下選線原理選擇 對于 NUS，選用零序無功功率法、零序電流比幅法、 零序電流比相法這三種選線原理。文獻 [12～ 14]通過分析暫態(tài)諧波在一定頻段既選頻帶 (SFB)內(nèi)的相頻特性：故障相暫態(tài)零序電流的相位與 非故障的相位相反，利用小波分析這部分諧波的相位關系，通過各個諧波的相頻特性來判斷故障線路。借助現(xiàn)代微電子技術，可以很方便地實現(xiàn)接地故障暫態(tài)信號的高速采集、記錄及分析，利用暫態(tài)信號的接地選線技術已取得了重大進展。零序?qū)Ъ{法 [8， 9]通過在饋線端口測量零序電流與電壓來獲得故障時各條線路的零序?qū)Ъ{，根據(jù)故障相線路的零序?qū)Ъ{分布在第 第 3 象限和正常相的零序?qū)Ъ{分布在第一象限這一特點來選擇故障線路。有功分量法的優(yōu)點是不受消弧線圈的影響，但由于故障電流中有功分量非常小并且受線路三相參數(shù)不平衡的影響，檢測靈敏度低 ，可靠性得不到保障。因此，故障線路的 5 次諧波零序電流的幅值比非故障線路的都大且方向相反，據(jù)此可以選擇故障線路，稱為 5 次諧波法 [4]。由于該電網(wǎng)中消弧線圈補償電流的存在，往往使故障線路電流幅值小于非故障線路；另外一個影響可靠性的因素是故障點電弧不穩(wěn)定現(xiàn)象，小電流接地故障往往 伴隨有間歇性拉弧現(xiàn)象，由于沒有一個穩(wěn)定的接地電流，因此可能造成選線失敗。 (3) 重點分析了多判據(jù)信息融合選線方法。其中模糊理論是用數(shù)學方法研究和處理具有“模糊”現(xiàn)象的一門科學。理論和實踐都表明，沒有一種選線方法能夠保證對所有故障類型都有效，每種選線判據(jù)都有一定的適用范圍，也都有各自的局限性，需要滿足一定的適用條件。 (3)盡管使用微機選線裝置避免了繁瑣的倒閘操作，提高了可靠性，但人工查找故障點仍是一項耗時耗力的工作。在發(fā)生單相接地故障后，能夠迅速確 定接地故障位置對配電網(wǎng)的安全運行意義重大。此類系統(tǒng)零序阻抗很大，通常為正序阻抗的 4～ 5 倍，因此發(fā)生單相接地短路時，流過接地點的故障電流較小，所以稱其為小電流接地系統(tǒng)。摘 要 I 論文 對小電流接地系統(tǒng)單相接地保護選線方案的研究 學科（專業(yè)）：電力系統(tǒng)及其自動化 西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 II 摘 要 小電流接地方式由于在保證運行維護人員的安全、過電壓水平、設備絕緣水平、經(jīng)濟性等方面存在諸多的優(yōu)點，所以一直被應用于我國的中低壓電網(wǎng)中。小電流接地系統(tǒng)包括中性點不接地系統(tǒng)（ NUS）、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)（ NES，也稱為諧振接地系統(tǒng)）及中性點經(jīng)高阻接地系統(tǒng)（ NRS） [1]。 而在小電流接地系統(tǒng)單相故障選線中，過小的零序電流恰恰成了一個非常不利的因素。若能在正確選線的基礎上進一步較準確地給出故障位置將是更理想的。所以，僅靠一種判據(jù)進行選線是不充分的。這里1 緒論 3 所謂的模糊性主要是指有關事物差異的中間過度的不分明性，這種屬性也反映在小電流故障選線中。 (4) 最后進行了小電流系統(tǒng)選線方法問題的分析。一些裝置在試驗室模擬試驗，甚至在現(xiàn)場進行人工接地試驗時選線結(jié)果很準確，但實際應用效果卻并不好，這是因為模擬試驗時線路導體與地之間是金屬性接觸，與實際運行中的絕緣擊穿現(xiàn)象并不完全相同。為了進一步提高靈敏度，可將各線路的 7 次等諧波分量的平方求和后進行幅值比較，幅值最大的線路選為故障線路。為了提高靈敏度，有的裝置采用瞬時在消弧線圈上并聯(lián)接地電阻的做法加大故障電流中的有功分量。該算法具有較好的準確性和適應性，但是對于間歇瞬時性接地故障幾乎 失效。下面將介紹幾種比較新的利用暫態(tài)信號的選線方法。該算法通過不同頻段的相位信息采用計數(shù)累加的方式判斷故障線路，理論上很完美，但抗干擾能力不強是此類方法的本質(zhì)不足，特別是對于瞬時性接地故障尤其容易引起誤判。 （ 1）零序無功功率法：由以上分析可知，該選線原理對于 NUS 選線準確率較高，因此選擇作為第一種選線原理； （ 2）零序電流基波比幅法：由于零序無功功率法只是抽取了各條線路零序電流中的無功部分進行比較，在某些情況下可能會受到相位測量的影響。第一個階段是孤立選線方式階段，典型方法是零序電流過流保護和零序無功方向保護。 從信息融合的觀點看，群體選線方式可以理解為具備了低級的融合含義。 模糊選線 模糊選線是運用模糊理論實 現(xiàn)多判據(jù)選線信息融合，根據(jù)判據(jù)規(guī)則建立各選線方法的故障測度隸屬函數(shù) (表征一條線路表現(xiàn)出故障特征程度的數(shù)值屬性描述 )和各選線方法的權(quán)系數(shù)隸屬函數(shù) (表征一種方法的可信度 )。 (3)隨機因素影響的不確定我國配電網(wǎng)一般都是小電 流系統(tǒng)，其運行方式改變頻繁，造成變電站出線的長度和數(shù)量頻繁改變，其電容電流和諧波電流也頻繁改變；此外，母線電壓水平的高低，負荷電流的大小總在不斷地變化；故障點的接地電阻不確定等等。 (1)零序電流互感器誤差分析零序電流互感器的工作條件屬于套管型 (或稱母線型 )電流互感器，這種電流互感器原方無繞組，而是將被測回路的導體 (引線套管或匯流排 )或電纜穿過它的內(nèi)孔，作為原方繞組，因而僅有 l 匝。 (2)零序濾序器的誤差分析工程實際中使用的零序濾序器大多為三相保護用電流互感器的組合，即用三 相保護電流合成零序電流，眾所周知零序濾序器本身固有的不平衡輸出使其準確性較低，而且一般保護用電流互感器在一次電流低于 50％額定電流值時誤差已不能保證，隨著系統(tǒng)容量的增大考慮到電流互感器飽和的原因，保護所使用的電流互感器的變比逐漸增大，額定一次電流值多大于等于 600 A，因此在接地電容電流小于 10A 的小電流接地系統(tǒng)使用零序濾序器，單相電容電流僅為保護用互感器一次額定電流的 ％，互感器綜合誤差根本無法保證。本章結(jié)合實際情況，對小電流系統(tǒng)選線問題中的檢測信號原因和誤判斷原因進行了分析，具有指導的意義。套管型電流互感器原方繞組僅有 1 匝，原方電流里激磁電流占的比例較大，造成較大誤差。 (4)電容電流波形的不穩(wěn)定小電流系統(tǒng)的單相接地故障，常常是間歇性的不穩(wěn)定弧光接地，因而電容電流波形不穩(wěn)定，對應的諧波電流大小隨時在變化。顯然某一選線方法所依據(jù)的特征相對明顯時，我們應給予這種判據(jù)更多的重視。群體選線方式可以認為是一種特征級的融合。孤立選線方式配置簡單，常規(guī)繼電器即可實現(xiàn)，不需要專門的選線裝置。因此選擇零序電流比幅法作為第二種