【導(dǎo)讀】題目、摘要、目錄、前言、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)和附錄等幾部分組成。論文應(yīng)力求有作者自己的創(chuàng)見和觀點，中心突出，層次分明，論述清楚，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文字流暢。論證有理有據(jù)，具有說服力。整篇論文字?jǐn)?shù)層次。不少于8000字，按照指導(dǎo)老師的要求進(jìn)行寫作。字跡要工整清潔。1．針對故障區(qū)段定位問題，提出一種綜合區(qū)段定位方法。該方法采用集中參數(shù)的配網(wǎng)模型，過最小二乘優(yōu)化算法來辨識出故障點位置。該方法更充分地利用了單相接地故障時的。4．仿真結(jié)果驗證了以上方法的有效性和方案的可實現(xiàn)性。

　　

【正文】 1 0 0 00 1 0s i n c t g hc o s hCCUlZ Z Z lIl ? ??? ? ? ? ? （ 215） 代入單位長度的零序線路參數(shù) 01 0 001 0z R j Ly j C ?????? ?? （ 216） 便是 0 0 000010 0 0 0c o s h ( ( ) ). s i n h ( ( ) )l R j L j CR j LZ jC l R j L j C???? ????? ? （ 217） 式中： 0R 、 0L 、 0C —— 線路單位長度的零序電阻、電感和電容； l —— 線路長度。 按照公式（ 217），使用三 條典型 10kV 線路的數(shù)據(jù)（同本文后面驗證部分的仿真2 小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障特性分析 13 系統(tǒng)數(shù)據(jù)），如表 21 所列，計算出它們的零序阻抗頻率特性曲線如下： 表 21 三條 10kV 線路的參數(shù) 長度 (km) R0 + j XL0 (Ω/km) BC0 (181。S/km) 1線路 28 + 2線路 15 + 3線路 15 + 0 2 4 6 8 頻率 / kH z 9 0 4 50 4 5 9 0 3 線路零序阻抗相頻關(guān)系0 2 4 6 8 頻率 / kH z0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 01 2 03 線路零序阻抗幅頻關(guān)系0 2 4 6 8 頻率 / kH z 9 0 4 50 4 5 9 0 1 線路零序阻抗相頻關(guān)系相角 /176。0 2 4 6 8 頻率 / kH z0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 01 2 01 線路零序阻抗幅頻關(guān)系0 2 4 6 8 頻率 / kH z 9 0 4 50 4 5 9 0 2 線路零序阻抗相頻關(guān)系0 2 4 6 8 頻率 / kH z0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 01 2 02 線路零序阻抗幅頻關(guān)系幅值 /k ?幅值 /k ?幅值 /k ?相角 /176。相角 /176。 圖 23 低頻帶（ 0～ 10kHz）內(nèi)不同長度、參數(shù)線路的阻抗頻率特性 可見線路零序阻抗的相頻特性（見圖 23 左側(cè)三個小圖）是在正負(fù) 90176。上交變的周期方波函數(shù)，隨著頻率升高線路零序阻抗的容性、感性頻帶交替出現(xiàn)，且容性頻帶和感性頻帶長度相同（記做 /2pf ）。 以 第 一 個 交變 頻 帶 為 首 的奇 數(shù) 次 頻 帶 / 2 / 2(2 , (2 1) )ppkf k f? 都是阻抗角為 90176。的容性頻帶，以第二個交變頻帶為首的偶數(shù)次頻帶 / 2 / 2((2 1) , 2 )ppk f kf? 都是阻抗角為 90176。的感性頻帶。 而線路零序阻抗的幅頻特性（見圖 23 右側(cè)三個小圖）為周期梳狀函數(shù)，梳狀尖峰之間的 頻率周期為 /22pf ，與線路零序阻抗相頻特性的周期相同。即阻抗角由 90176。升到 90176。的過零點頻率 /2(2 1) pkf? 對應(yīng)于阻抗值的最低點（此時線路發(fā)生串聯(lián)諧振），阻抗角由 90176。降到 90176。的過零點頻率 /22 pkf 對應(yīng)于阻抗值的梳狀尖峰點（此時線路發(fā)生并聯(lián)諧振）。而在梳狀尖峰之間，阻抗值隨頻率的變化較平緩。 綜合觀察圖 23，可發(fā)現(xiàn)線路參數(shù)和線路長度共同影響著阻抗值的大小，而影響阻抗角的變化 周期（即容性頻帶或感性頻帶的長度）卻只有線路長度。線路長度越長，2 小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障特性分析 14 阻抗角的變化周期越短。線路阻抗的頻率特性自然也影響到線路電流諧波的性質(zhì)。所以在線路零序電流的低次諧波中，頻率在容性頻帶 / 2 / 2(2 , (2 1) )ppkf k f? 內(nèi)的諧波都是容性電流，頻率在感性頻帶 / 2 / 2((2 1) , 2 )ppk f kf? 內(nèi)的諧波都是感性電流。 （ 2） 消弧線圈對零序諧波電流的影響 消弧線圈的電感值，是針對故障穩(wěn)態(tài)下的系統(tǒng)對地容性電流作過補(bǔ)償整定的。這一電流的大小是按工頻基波計算的。即對基波電流分量有如下關(guān) 系： ,1 1(1 ).(1 )LCI p IpLC? ???? ???? ???? （ 218） 式中： p —— 過補(bǔ)償度； L —— 消弧線圈電感； C? —— 全系統(tǒng)對地電容和； ,1 A,1 /LI E L?? —— 消弧線圈電流的基波分量； ,1 A ,1CI C E?? ?? —— 系統(tǒng)對地容性電流的基波分量。 而對 k 次諧波電流分量，因為 L 相對固定，都有： , , ,2(1 ) .L k C k C kpI I Ik ???? （ 219） 式中： , A , /L k kI E k L?? —— 消弧線圈電流的 k 次諧波分量 ； , A ,C k kI k C E?? ?? —— 系統(tǒng)對地容性電流的 k 次諧波。 可見，消弧線圈的感性補(bǔ)償作用在系統(tǒng)過補(bǔ)償時，能使故障線路零序電流基波分量由一個幅值較大的容性電流變?yōu)橐粋€幅值較小的感性電流。而對于線路零序電流的諧波分量，消弧線圈的感性補(bǔ)償作用都是以諧波次數(shù)平方級的水平被削弱的。隨著諧波次數(shù)的升高，對于一定頻率以上的零序電流諧波而言，中性點上的消弧線圈基本上相當(dāng)于開路。 綜合前面對線路和消弧線圈的分析可知，根據(jù)一個系統(tǒng)的具體參數(shù)可 在頻率軸劃分出一系列等長相間的容性和感性頻帶，該系統(tǒng)的暫態(tài)零序電流低次諧波分量由其頻率所處的頻帶性質(zhì)決定其電流是容性還是感性。需要注意的是第一個頻帶 /2(0, )pf ，由線路阻抗特性可知這個頻帶是容性的。但是其中的 50Hz 基波電流，卻被消弧線圈由一個幅值較大的容性電流過補(bǔ)償成一個幅值較小的感性電流，性質(zhì)和幅值大小都發(fā)生了根本的變化。而這第一個容性頻帶里的其他諧波分量（即頻帶 /2(50, )pf 內(nèi)的諧波），受到的消弧線圈感性補(bǔ)償都較工頻基波 小，所以仍為幅值較大的容性電流。因此經(jīng)消弧2 小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障特性分析 15 線圈補(bǔ)償后系統(tǒng)的第一個容性頻帶實際上是 /2(50, )pf 。 區(qū)段的暫態(tài)零序電流特性分析 配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，配電網(wǎng)可分為輻射狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)，如圖 24 所示。 a 輻射網(wǎng)圖 b 樹狀網(wǎng)圖 c 環(huán)狀網(wǎng)圖 圖 24 配電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 近年來，隨著對供電可靠性要求的提高，很多配電線路采用“手拉手”式的環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式，即在正常運(yùn)行狀態(tài)時，聯(lián)絡(luò)開關(guān)兩側(cè)的負(fù)荷分別由本側(cè)的母線提供，聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于分?jǐn)酄顟B(tài)，而在一側(cè)發(fā)生故障時，故障點被隔離后，聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，故障點兩側(cè)的負(fù)荷由兩側(cè)的電源分別提供。 在區(qū)段定位研究中，只需研究配網(wǎng)中的樹狀結(jié)構(gòu)，拓?fù)鋱D可以由圖 25 表示。 1 453 6783 91021 4 5 斷 路 器 分 段 開 關(guān)F T U主 干 線 分 支 線 圖 25 樹狀配網(wǎng)拓?fù)鋱D 為分析區(qū)段零序電流，這里首先定義幾個基本概念： 1）節(jié)點：斷路器、分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等開關(guān)設(shè)備以及線路分叉點稱為節(jié)點，如圖 25 中 1~10 為節(jié)點編號； 2）支路：兩個節(jié)點之間沒有被其他節(jié)點分隔的、連通的供電線路和沿途各種配電設(shè)備的集合稱為支路，如圖中節(jié)點 1 和 2 和 3 等之間的線路為支路； 3）區(qū)段：開關(guān)與開關(guān)之間或開關(guān)與主干線分叉點之間的支路集合稱為區(qū)段，如圖中節(jié)點 1 和 4 和 4 和 10 之間的支路集合為區(qū)段； 2 小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障特性分析 16 4）檢測點：配備有可以采集電壓電流信號的 FTU 的節(jié)點，即各個開關(guān) 設(shè)備處及主干線分支首端。所在位置在圖 25 以 符號標(biāo)示。 根據(jù)上面區(qū)段的定義，圖 25 所示的配電網(wǎng)可以劃分為五個區(qū)段 a 、 b 、 c 、 d 、 e ，簡化后如圖 26 所示。 abcde 圖 26 五個區(qū)段的配網(wǎng)拓?fù)鋱D 區(qū)段定位中的特征頻帶概念 節(jié)主要分析了母線處各個出線處的零序暫態(tài)信號：各健全線路零序阻抗在發(fā)生第一次串聯(lián)諧振以前（ /2pff? ）呈現(xiàn)容性，也就是在 /2pff? 時，健全線路零序電流為容性。當(dāng) /2min( )pff? 時，各健全線路零序電流方向一致（均為容性）。 在區(qū)段定位中，需要分析線路中每個檢測點處的暫態(tài)信號特征： （ 1） 健全線路上： 各檢測點檢測的零序阻抗是下游線路自身阻抗，仍然可以看作末端開路的均勻傳輸線。其相頻特性和暫態(tài)零序電壓電流信號特性等同于母線處健全線路特性，不同點是由于被檢測線路長度減小，其首次串聯(lián)諧振頻率和諧振頻率間隔都相應(yīng)增大。 （ 2）故障線路上： 1）故障點下游檢測點檢測的也是其下游線路自身阻抗，相頻特性和暫態(tài)信號特性等同于健全線路檢測點。 2）故障線路故障點上游檢測點檢測的零序阻抗為其背側(cè)阻抗，即由檢測點到母線區(qū)段與所有健全線路、消弧線圈（經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)）或者接地電阻（經(jīng)高阻接地系統(tǒng)）并聯(lián)，串聯(lián)的等 效阻抗。 其入端阻抗及其特性分析的基本思路是 ：從背側(cè)網(wǎng)絡(luò)的每一個末梢開始，利用線路串聯(lián)和并聯(lián)阻抗特性分析方法依次遞推每個中間節(jié)點的阻抗表示形式及特性，直至該檢測點。 2 小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障特性分析 17 i nbZi naZ2inZ3inZ2l3l1l ab 1 圖 27 簡單網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 如圖 27 所示，區(qū)段 1單相接地，檢測點 b 處的零序阻抗： 2 3 2 3232 3 2 323// in in c cinb in inin in c ccZ Z Z c t hr l Z c t hr lZ Z ZZ Z Z c t hr l Z c t hr lZt hr l t hr l? ? ???? ? （ 220） 檢測點 a 處的零序阻抗： 1ina inb inlZ Z Z?? （ 221） 同 樣 按 照 公 式 （ 217 ），取 1 5l km? , 2 10l km? , 3 8l km? ， 線 路 參 數(shù) 為00 ( / ) j X k m j? ? ? ?， 0 ( / ) 9cB s km? ? 計算出它們的零序阻抗相頻特性曲線如圖 28： 圖 28 零序阻抗頻率特性曲線 圖 28 中上下兩圖分別為 ,ba處 零序阻抗相頻特性， 相頻特性仍為在正負(fù) 90176。上交變的方波函數(shù)，隨著頻率升高線路零序阻抗的容性、感性頻帶交替出現(xiàn)。以第一個交變頻帶為首的奇數(shù)次頻帶都是阻抗角為 90176。的容性頻帶，以第二個交變頻帶為首的偶數(shù)次頻帶都是阻抗角為 90176。的感性頻帶。 雖然檢測點 ,ba處入端阻抗和簡單均勻線路入端阻抗相 比，其相頻特性要復(fù)雜的多，存在更多的串并聯(lián)諧振過程，且諧振頻率間隔不再固定。 但各個檢測點測得阻抗的首次諧振均為串聯(lián)諧振；故障點上游各檢測點，離故障2 小電流接地系統(tǒng)單相接地的故障特性分析 18 點越近的檢測點，其首次諧振頻率越??；在最低頻段均呈容性；所有頻段上隨頻率增加阻抗交替呈現(xiàn)感性和容性。 零序諧波電流的相角主要取決于諧波電流的通路阻抗 ，線路阻抗的頻率特性自然也影響到線路電流諧波的性質(zhì)。所以在線路零序電流的諧波中， 各個檢測點處測得 零序 諧波電流存在一個最低的串聯(lián)諧振頻率，在小于該頻率的頻段內(nèi)，阻抗仍然呈容性。 在區(qū)段定位問題中， 特征頻帶可定義為 ： 小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，將零序網(wǎng)絡(luò)中從 0 到該檢測點檢測零序阻抗的最小串聯(lián)諧振頻率之間的頻段定義為該檢測點的特征頻段，簡稱為 SFB。在 SFB 內(nèi)，各檢測點零序電流均為容性，方向一致。 特征頻帶上下限的確定 對中性點不接地和經(jīng)高阻接地系統(tǒng) ， SFB 可選為從 0 到該檢測點檢測零