【正文】 稱“監(jiān)控節(jié)點 ij P , ” ）在接地 故障線路的前側（即從故障點至母線這段線路，不含母線，后文皆稱“故障線路前 側” ）； ijQ L ,(0) =0，說明該監(jiān)控點 ij P , 不在故障線路或者在故障線路后側（即從故 障點至本線路末段，后文皆稱“故障線路后側” ）；同時代表母線接地邏輯 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各監(jiān)測節(jié)點的測量導納幾 乎不變，而故障線路前側 FTU 的零序測量導納的變化量即為本母線所有線路對地導 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 ） 每個監(jiān)測節(jié)點測量導納的變化量 i, j(0) ? Y的幅值與 d(0) ? Y比較： 如 i, j(0)d(0) ?Y ?Y，相應的邏輯量 ijY L ,(0) =1，表示監(jiān)測節(jié)點在故障線路的前側， 否則 ijY L ,(0) =0，表示監(jiān)測點在 非故障線路或在故障線路的后側； 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。 負序電流作單相接地故障的特征判據(jù)，適應于中性點不接地和中性點經(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精度。對每一個特征量，將出線 各節(jié)點處 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）。華北電力大學碩士學位論文 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 FTU 的零序電流值，實時刷新電流數(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 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)絡和設備的自動化單元，主要有監(jiān) 控開關 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行了研究，根據(jù)需要構建了三維邏 輯空間信息模型。這些設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，非故障線路零序電流中只包含本線 路的泄漏有功電流，且其方向為由母線流向線路；而故障線路零序電流為整個電網(wǎng) 總的有功電流與故障線路泄漏有功電流之差，其方向為由線路流向母線。文獻 [17] 提出了利用故障饋線非故障相的暫態(tài)電流進行單相接華北電力大學碩士學位論文 3 要為電阻接地方式，采取零序過流保護，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。 關鍵詞：配網(wǎng)自動化，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 中性點接地方式概述 .......................................... 1 配電自動化概述 .............................................. 2 單相接地故障保護的背景 ..................................... 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 ............................................... 5 本文主要工作 ...................................................... 6 第二章 配電自動化系統(tǒng)概述 ................................ 7 配電自動化系統(tǒng)構成 ............................................... 7 主站系統(tǒng) .................................................... 7 通訊系統(tǒng) .................................................... 8 配電終端 ................................................... 10 FA 的實現(xiàn) ........................................................ 11 故障定位的實現(xiàn)思路 .............................................. 12 第三章 單相接地故障時各 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 零序導納 ......................................................... 18 負序電流 ......................................................... 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建 ............................ 26 構建模型 ......................................................... 26 提出邏輯算法 ..................................................... 27 誤差分析 ......................................................... 27 算例驗證 ......................................................... 29 特征量判據(jù)誤選 ............................................. 30 節(jié)點失效 ................................................... 31 隨機干擾 ................................................... 32華 北 電 力 大 學 碩 士 學 位 論 文 題 目：基于配電自動化系統(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)：電氣工程及其自動化 研 究 方向：電力系統(tǒng)繼電保護 導 師 姓名：徐玉琴 職稱：教授 2021 年 5 月 25 日華北電力大學碩士學位論文 1 第一章 引言 目前我國 6kV~35kV 中壓配電網(wǎng)多采用中性點非直接接 地方式，主要包括中性 點經(jīng)消弧線圈接地、中性點經(jīng)電阻器接地、中性點不接地 [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。它的缺點是結構比較復雜， 要附加信號源，探測儀等額外的設備，且探頭的靈敏度和可靠性易受各種外界因素 影響而選線不準確，總在自動化站及無人值守站使用不便，高阻接地不準確。所需時間長，有可能在此期間引起系統(tǒng)中的第二點接地， 造成線路自動跳閘。 然后對它們的相位進行比較，相位與其它兩相相反的為故障線路。據(jù)電力運行部門統(tǒng)計，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。傳 統(tǒng)的饋線已被分段開關區(qū)段化，在實現(xiàn)配網(wǎng)自動化的線路上裝設有監(jiān)控開關的 FTU， FTU 可通過隨開關裝設的 CT、 PT 方便地測量得到線路上開關處的三相電流、三相 電壓等電氣量和信號量。該層的通訊網(wǎng)絡，基本是一個一 點對多點的結構。與其它自動化系統(tǒng)比 ,它在使用上的特點是協(xié)調(diào)和 集成 ,在充分數(shù)據(jù)共享的基礎上發(fā)揮集成后系統(tǒng)整體的性能以支持和帶動電力企業(yè) 業(yè)務和管理水平的提高。 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 上報 （ 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)送脈沖計數(shù)值 （ 5）過電流識別（短路、過流、浪涌） （ 6）故障區(qū)段的自動隔離和恢復 （ 7）接受并執(zhí)行遙控命令 （ 8）接受并執(zhí)行校時命令 （ 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方傳送，站內(nèi)分辨率 10ms