【正文】 稱“監(jiān)控節(jié)點(diǎn) ij P , ” ）在接地 故障線路的前側(cè)（即從故障點(diǎn)至母線這段線路，不含母線，后文皆稱“故障線路前 側(cè)” ）； ijQ L ,(0) =0，說明該監(jiān)控點(diǎn) ij P , 不在故障線路或者在故障線路后側(cè)（即從故 障點(diǎn)至本線路末段，后文皆稱“故障線路后側(cè)” ）；同時(shí)代表母線接地邏輯 Q L 0,1(0) =0。 系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，非故障線路和故障線路后側(cè)各監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的測量導(dǎo)納幾 乎不變，而故障線路前側(cè) FTU 的零序測量導(dǎo)納的變化量即為本母線所有線路對地導(dǎo) 納之和 [28] ，即： i, j(0) ? Y= ∑ = n i i Y 1 ,1(0) (310) 根據(jù)線路選擇一合理閥值 d(0) ? Y： d(0) ? Y= ∑ = ? n i Yi KY 1 ,1(0) （ Y K ? 為整定系數(shù)，可取 ） 每個(gè)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)測量導(dǎo)納的變化量 i, j(0) ? Y的幅值與 d(0) ? Y比較： 如 i, j(0)d(0) ?Y ?Y，相應(yīng)的邏輯量 ijY L ,(0) =1，表示監(jiān)測節(jié)點(diǎn)在故障線路的前側(cè)， 否則 ijY L ,(0) =0，表示監(jiān)測點(diǎn)在 非故障線路或在故障線路的后側(cè)； 如所有 ijY L ,(0) =0，則 Y L 0,1(0) =1，表示母線接地故障。min() s1 s2sisn ω =ωω Lω Lω 在（ 0， ω 39。39。 負(fù)序電流作單相接地故障的特征判據(jù)，適應(yīng)于中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接 地的配電網(wǎng)，然而故障殘流的大小也影響其保護(hù)精度。對每一個(gè)特征量，將出線 各節(jié)點(diǎn)處 FTU 所測得的特征量數(shù)值形成行向量形 式，如第 i條出線的零序電流向量： I i (0) =（ i,1(0) I ， i,2(0) I ，?， i, j(0) I ，? ,(0) i im I ） (31) i, j(0) I 即第 i 條出線第 j 段首端的工頻零序電流（本文的電氣量無特別說明，均指工 頻基波分量）。華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 15 I (0) = ,1(0),2(0),(0),(0) ,1(0),2(0),(0),(0) 2,1(0)2,2(0)2,(0)2,(0) 1,1(0)1,2(0)1,(0)1,(0) 2 1 n j nnnjnm iiijim jm jm IIII IIII IIII IIII LL MMLMLM LL MMLMLM LL LL (32) 主站獲取各點(diǎn) FTU 的零序電流值，實(shí)時(shí)刷新電流數(shù)組，并記錄在后臺的歷史庫 中。操作系統(tǒng)可選用中文 WindowNT 網(wǎng)絡(luò) 或 Unix 操作系統(tǒng)。 配電終端 配電終端主要是監(jiān)控、監(jiān)測中壓 10kV 電力網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的自動(dòng)化單元，主要有監(jiān) 控開關(guān) FTU、 開閉所 RTU、配電變壓器 TTU 組成。 （ 2） 對中心主站的單相接地故障定位方法進(jìn)行了研究，根據(jù)需要構(gòu)建了三維邏 輯空間信息模型。這些設(shè)備沿著配電線路分散在城網(wǎng)的所有供電 范圍。 有功功率法：配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障線路零序電流中只包含本線 路的泄漏有功電流，且其方向?yàn)橛赡妇€流向線路；而故障線路零序電流為整個(gè)電網(wǎng) 總的有功電流與故障線路泄漏有功電流之差，其方向?yàn)橛删€路流向母線。文獻(xiàn) [17] 提出了利用故障饋線非故障相的暫態(tài)電流進(jìn)行單相接華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 要為電阻接地方式，采取零序過流保護(hù)，對于低阻接地，作用于跳閘；對于高阻接 地，作用于告警。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，接地故障的定位一直是備受關(guān)注的研究 課題。而且在接地電阻很大的情況下，由于 接地電阻比線路阻抗大得多，因而 故障距離不影響選線。 關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化，小電流接地系統(tǒng)，特征判據(jù)，空間分析模型，邏輯算法，故 障定位 ABSTRACT Based on the platform of Distribution Automation, this paper does some research and analysis on several electric characteristics, from which single phasetoground fault could be distinguished. In the paper, a logical space of model is built and a new logical algorithm is proposed. This algorithm considers synthetically electric character of the whole nodes of power works and electric rules, and accept the effect of logic “ 0” , which play the same role as logic “ 1” . Otherwise, the paper gives theoretical proof and evolution of how the algorithm es into being, and defines erroradmit function. Lastly, the algorithm is validated by three examples in three aspects. Liu Daobing (Power System？ and its Automation) Directed by Prof. Xu Yuqin KEY WORDS: distribution automation, smallcurrent grounding work, characteristic criterion, model of space for analysis, logical algorithm目錄 I 目 錄 中文摘要 ABSTRACT 第一章 引言 .............................................. 1 課題背景和意義 ................................................... 1 中性點(diǎn)接地方式概述 .......................................... 1 配電自動(dòng)化概述 .............................................. 2 單相接地故障保護(hù)的背景 ..................................... 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 ............................................... 5 本文主要工作 ...................................................... 6 第二章 配電自動(dòng)化系統(tǒng)概述 ................................ 7 配電自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................... 7 主站系統(tǒng) .................................................... 7 通訊系統(tǒng) .................................................... 8 配電終端 ................................................... 10 FA 的實(shí)現(xiàn) ........................................................ 11 故障定位的實(shí)現(xiàn)思路 .............................................. 12 第三章 單相接地故障時(shí)各 特征量分析 ........................ 14 原理簡介 ......................................................... 14 零序電流無功分量 ................................................ 15 零序電流的有功分量 .............................................. 17 零序?qū)Ъ{ ......................................................... 18 負(fù)序電流 ......................................................... 19 暫態(tài)零序電流 SFB 分量 ............................................ 21 基于小波變換的零序暫態(tài)方向 ...................................... 23 第四章 故障定位的邏輯算法構(gòu)建 ............................ 26 構(gòu)建模型 ......................................................... 26 提出邏輯算法 ..................................................... 27 誤差分析 ......................................................... 27 算例驗(yàn)證 ......................................................... 29 特征量判據(jù)誤選 ............................................. 30 節(jié)點(diǎn)失效 ................................................... 31 隨機(jī)干擾 ................................................... 32華 北 電 力 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 題 目：基于配電自動(dòng)化系統(tǒng)單相接地故障定位的研究 英 文 題 目： study on locating technique of single phasetoground fault based on distribution automation 研究生姓名：劉道兵 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 研 究 方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 導(dǎo) 師 姓名：徐玉琴 職稱：教授 2021 年 5 月 25 日華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 第一章 引言 目前我國 6kV~35kV 中壓配電網(wǎng)多采用中性點(diǎn)非直接接 地方式，主要包括中性 點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)經(jīng)電阻器接地、中性點(diǎn)不接地 [1] 等方式，通常稱為小電 流接地方式。從限制弧光接地過電壓的角度考慮，電弧 從點(diǎn)燃到熄滅期間，因系統(tǒng)所積累的多余電荷能夠通過接地電阻泄漏掉，故基本上 不會產(chǎn)生間歇性電弧接地過電壓。它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 要附加信號源，探測儀等額外的設(shè)備，且探頭的靈敏度和可靠性易受各種外界因素 影響而選線不準(zhǔn)確，總在自動(dòng)化站及無人值守站使用不便，高阻接地不準(zhǔn)確。所需時(shí)間長，有可能在此期間引起系統(tǒng)中的第二點(diǎn)接地， 造成線路自動(dòng)跳閘。 然后對它們的相位進(jìn)行比較，相位與其它兩相相反的為故障線路。據(jù)電力運(yùn)行部門統(tǒng)計(jì)，每年發(fā)生單相 接地故障的次數(shù)占年故障總次數(shù)的 80%強(qiáng)。傳 統(tǒng)的饋線已被分段開關(guān)區(qū)段化，在實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的線路上裝設(shè)有監(jiān)控開關(guān)的 FTU， FTU 可通過隨開關(guān)裝設(shè)的 CT、 PT 方便地測量得到線路上開關(guān)處的三相電流、三相 電壓等電氣量和信號量。該層的通訊網(wǎng)絡(luò)，基本是一個(gè)一 點(diǎn)對多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。與其它自動(dòng)化系統(tǒng)比 ,它在使用上的特點(diǎn)是協(xié)調(diào)和 集成 ,在充分?jǐn)?shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上發(fā)揮集成后系統(tǒng)整體的性能以支持和帶動(dòng)電力企業(yè) 業(yè)務(wù)和管理水平的提高。 RTU 主要的功能有： （ 1）采集并發(fā)送狀態(tài)量信息，遙信變位主動(dòng) 上報(bào) （ 2）采集并發(fā)送數(shù)字量 （ 3）采集并發(fā)送模擬量測值 （ 4）采集并發(fā)送脈沖計(jì)數(shù)值 （ 5）過電流識別（短路、過流、浪涌） （ 6）故障區(qū)段的自動(dòng)隔離和恢復(fù) （ 7）接受并執(zhí)行遙控命令 （ 8）接受并執(zhí)行校時(shí)命令 （ 9）被測量越死區(qū)傳送 （ 10）越限告警 （ 11）事件順序記錄并向遠(yuǎn)方傳送，站內(nèi)分辨率 10ms