【正文】 通過(guò)連續(xù)故障度的定義可以發(fā)現(xiàn)連續(xù)故障度與單次故障度都是對(duì)系統(tǒng)各條線路的故障可能性進(jìn)行定量的分析，值越大說(shuō)明故障的可能性越高。因此該方法不僅能夠充分地利用故障信息，進(jìn)一步提高選線正確 率，而且可以避免大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題，節(jié)約系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。連續(xù)選線的模型可以表示為圖 。 連續(xù)選線方法是在綜合選線方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究如何充分利用故障持續(xù)過(guò)程中的有用信息進(jìn)行選線。最極限的想法當(dāng)然是將故障持續(xù)時(shí)間內(nèi)的全部信號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)進(jìn)行選線，但是受裝置存儲(chǔ)容量的限制，這是不可能做到的。故障持續(xù)過(guò)程中，有些時(shí)段信號(hào)不利于選線，但更多的時(shí)段信號(hào)能夠反映故障特征適于選線。綜合考慮這兩種情況，就形成了多種選線方法綜合選線策略。當(dāng)一個(gè)故障發(fā)生后，故障信號(hào)特征落在某個(gè)選線方法的有效域內(nèi)時(shí)，只需使用該方法進(jìn)行選線即可，不需要其它方法參與。選線方法的有效域意味著當(dāng)一個(gè)實(shí)際故障信號(hào)特征落在某個(gè)選線方法有效域內(nèi)時(shí)，該選線方法就一定能夠做出正確的判斷；當(dāng)落在這個(gè)方法的有效域外時(shí)，該方法可能正確，也可能錯(cuò)誤。這種選線方法使得選線決策能夠從被識(shí)別對(duì)象全局狀況出發(fā)，綜合考慮了多個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，從各個(gè)角度提取信號(hào)的特征，因此選線正確性有了極大的提高，其信息融合模型如圖 所示。這樣可以充分利用各種選線方法選線性能上的互補(bǔ)性擴(kuò)大正確選線的范圍，提高選線結(jié)果的正確性，這 就是使用多種選線方法的優(yōu)勢(shì) [9]。 為了適用于各種復(fù)雜的故障情況，多種選線方法進(jìn)行集成來(lái)構(gòu)造一種綜合選線方法。當(dāng)一個(gè)故障信號(hào)具備該方法的適用條件時(shí)，該方法一定可以做出正確的判斷；當(dāng)適用條 件不滿足時(shí)，該方法的判斷結(jié)果可能正確，也可能不正確，結(jié)果是具有模糊性的。由于故障狀況的復(fù)雜性，僅利用故障信號(hào)某一方面特征構(gòu)造的單一選線方法具有片面性，當(dāng)該方法所需要的故障信號(hào)特征表現(xiàn)不明顯時(shí)，這種選線方法的選線結(jié)果很可能是錯(cuò)誤的。 綜合選線算法 中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)單相接地故障狀況復(fù)雜多樣，各種接地狀況所表現(xiàn)出來(lái)的故障信號(hào)特征在形式上、大小上都變化無(wú)常。這些都是通過(guò)并聯(lián)在母線上的電壓互感器得到的。 跟電壓互感器有關(guān)。因?yàn)榱阈螂娏魍ㄟ^(guò)三個(gè)單相電流互感器組成的相序 濾過(guò)器獲得，每一相互感器的鐵芯不可能完全相同，所以存在零序電流誤差。 跟電流互感器有關(guān)。由等值電路可以看出，小電流接地系統(tǒng)單相接地故障后的電流與等效接地阻抗有關(guān)。并且對(duì)地電容不平衡對(duì)基于有功分量信號(hào) 選線方法會(huì)產(chǎn)生影響，具體影響也是跟過(guò)渡電阻和故障相有關(guān)系。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障電流是由對(duì)地電容產(chǎn)生的，線路的對(duì)地電容與線路的長(zhǎng)短和結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的選線技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是在諧振接地系統(tǒng)中尤其是暫態(tài)選線目前還沒(méi)有一種非常有效的選線方法。 跟中性點(diǎn)的接地方式有關(guān)。 5) 需要附加信號(hào)裝置，實(shí)現(xiàn)困難，可靠性差。 3) 電弧接地時(shí)含有豐富的諧波分量，不論注入信號(hào)取哪一頻帶，都有可能識(shí)別不出。該方法的最大優(yōu)點(diǎn)是適用于線路上只安裝兩相電流互感器的系統(tǒng)，利用該方法的選線裝置己大量投入運(yùn)行，但效果并不理想，這是因?yàn)樵摲椒ǖ娜秉c(diǎn)： l) 注入信號(hào)的功率不夠大，且經(jīng)高阻接地時(shí) ，注入信號(hào)微弱而不易檢測(cè)。一般從電壓互感器二次側(cè)注入電流信號(hào)，其頻率取在各次諧波之間，從而保證不被工頻分量及高頻諧波分量干擾。 能量函數(shù)法的缺點(diǎn)是：如果噪聲的影響變大，會(huì)影響選線的靈敏性。從物理意義上來(lái)講，就是在故障系統(tǒng)中，故障線路提供了零序能量而非故障線路（包括母線和消弧線圈） 消耗了能量，所以故障線路的能量為負(fù)值，且絕對(duì)值等于所有非故障線路能量絕對(duì)值之和，可以以此作為選線的判據(jù)，即對(duì)每條線路作上式的積分，積分值為負(fù)而且絕對(duì)值最大的就是故障線路。則此時(shí)式中定義的能量 就為故障系統(tǒng)中線路 j 上一個(gè)工頻周期的能量。對(duì)于消弧線圈支路也可以看成一條線路，只是要把 ji0 改為 Li 。同樣，零序電壓也為三相電壓之和的 1/3。此能量同樣具有零序阻性電流的特點(diǎn)，可以作為選線的判據(jù)。但從零序電流中分解阻性分量在接地故障暫態(tài)過(guò)程實(shí)現(xiàn)困難。但此時(shí)零序電流中的阻性分量與補(bǔ)償無(wú)關(guān)，即故障線路的零序電流的阻性分量與非故障線路的零序電流的阻性分量方向相反，且故障線路零序電流阻性分量的絕對(duì)值最大。 能量函數(shù)法的基本原理：在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，接地點(diǎn)的電容電流由消弧圈的感性電流進(jìn)行補(bǔ)償，使得故障點(diǎn)的殘余電流很小，有利于接地電弧熄滅。能量函數(shù)的值能體現(xiàn)有功分量的大小和方向，這樣可以實(shí)現(xiàn)故障選線。由于小波算法采用的暫態(tài)信號(hào)受過(guò)渡電阻 !故障時(shí)刻等多種因素的影響 ,暫態(tài)信號(hào)呈隨機(jī)性、局部性和非平穩(wěn)性的特點(diǎn)，可能出現(xiàn)暫態(tài)過(guò)程不明顯的情況，易發(fā)生誤選，所 以往往通過(guò)采用與其它方法 (如：維納濾波技術(shù) )相結(jié)合的選線技術(shù)。 小波選線方法的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)都適用；特別適應(yīng)于故障狀態(tài)復(fù)雜、故障波形雜亂的情況，與穩(wěn)態(tài)量選線方法形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。由于小電流接地電網(wǎng)單相接地故障等值電路是一個(gè)容性通路，故障的突然作用在電路中產(chǎn)生的暫態(tài)電流通常很大，特別是發(fā)生弧光接地故障或間歇性接地故障的情況下，暫態(tài)電流含量更 23 豐富，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。穩(wěn)態(tài)時(shí)故障信息比較微弱的問(wèn)題，人們提出利用有較大突變的暫態(tài)信息作為 故障信號(hào)的選線小波算法。 小波算法 小波分析是一門(mén)現(xiàn)代信號(hào)處理理論與方法，它能有效的分析變化規(guī)律不確定和不穩(wěn)定的隨機(jī)信號(hào)，能夠從信號(hào)中提取到局部化的有用成分。 但在實(shí)際中，有功分量法的優(yōu)點(diǎn)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，一般只占零序電流的 2%~3%，有功分量易受電流互感器 CT 不平衡對(duì)零序電流提取精度 、線路長(zhǎng)短、過(guò)渡電阻大小的影響，相角比較也容易發(fā)生誤選，可靠性得不到保障。當(dāng)母線故障時(shí)，所有線路的零序有功分量都等于線路本身的有功損耗電流值，方向是由母線流向線路。并且故障線路零序電流有功分量幅 值最大。 有功分量算法 零序電流有功分量法是根據(jù)線路存在對(duì)地電導(dǎo)以及消弧線圈存在電阻損耗，故障電流中含有有功分量來(lái)選擇故障線路。諧波法的優(yōu)點(diǎn)是可以克服消弧線圈補(bǔ)償?shù)挠绊?，但?shí)際應(yīng)用效果并不理想。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(chēng)為 5 次諧波法。這種方法也是利用了容性電流的幅值與方向，所以從本質(zhì)上講，無(wú)功功率法和比幅比相方法同出一轍，兩者的優(yōu)缺點(diǎn)是一 致的。 無(wú)功功率算法 這也是比較傳統(tǒng)的方法，在歐洲應(yīng)用的較為廣泛。在對(duì)母線單相接地故障選線時(shí)效果較好。 在利用群體比幅比相法研發(fā)的小電流選線裝置在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)選線的成功率在過(guò)渡電阻較小的情 況下，故障發(fā)生在電壓最大值附近時(shí)，選線效果較好。當(dāng)中性點(diǎn)不接地時(shí)，故障線路始端的零序電流 f0I? ，為所有非故障線路零序電流之和，而方向是自線路流向母線，即有 ： f0 i0 ici f i fI I I? ? ??????? (31) 但是當(dāng)線路較短或者經(jīng)大電阻接地時(shí)，零序電流幅值很小，此時(shí)零序電流的相位誤差將很大，導(dǎo)致選線錯(cuò)誤。該方法是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的常用選線方法，被大多數(shù)選線裝置所采用，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)基于系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)故障分量的最好的原理。一些裝置在試驗(yàn)室模擬試驗(yàn)，甚至在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工接地試驗(yàn)時(shí)選線結(jié)果很準(zhǔn)確，但實(shí)際應(yīng)用效果卻并不好 ,這是因?yàn)槟M試驗(yàn)時(shí)線路導(dǎo)體與地之間是金屬性接觸，與實(shí)際運(yùn)行中的絕緣擊穿現(xiàn)象存在過(guò)渡電阻，所以與金屬性接地并不完全相同，往往造成選線結(jié)果不準(zhǔn)確。 零序電流比幅法的致命問(wèn)題是不適用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)。這種方式為單一判據(jù)方式，不能排除電流互感器 (CT)不平衡的影響，它受系統(tǒng)運(yùn)行方式、線路長(zhǎng)短、過(guò)渡電阻大小等許多情況的影響，從而導(dǎo)致誤選、多選或漏選。在具體實(shí)現(xiàn)上，通常采用“絕對(duì)整定值”原理，即利用零序電流與某一整定值做比較，整定值一般大于系統(tǒng)內(nèi)任何一條出線的電容電流值，如果小于整定值，繼電器不動(dòng)作；如果大于整定值則繼電器動(dòng)作，顯示器顯示該回路的編號(hào)，選線完成 [6]。 零序電流比幅算法 零序 電流比幅法基于早期的繼電保護(hù)原理，適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。 根據(jù)采集的電氣量的不同，可以采用不同的方法，而根據(jù)電氣量的不同特性，也可以看出各種方法在不同故障條件下的優(yōu)劣。另外這種方式可以快速的選出接地相，使保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警。 這種接地方式看上去與消弧線圈接地方式相似，但 性質(zhì)不同，消弧線圈是接近于開(kāi)路的純感性元件，感性電流與容性電流相位差 180 對(duì)電容電流起補(bǔ)償作用，而經(jīng)電阻接地方式以電阻為主，與容性電流接近 90 的相位差，接地電流是容性電流和電阻性電流的相量和。 圖 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地 的等效示意圖 Fig Schematic plot of equivalent neutralpoint earthing system through value resistance 零序電壓為： 0 AUE???? (219) 通過(guò)中性點(diǎn)經(jīng)電阻器接地的等效示意圖，我們可以計(jì)算出在中性點(diǎn)經(jīng)電阻器接地的運(yùn)行方式下發(fā)生 金屬性接地時(shí)的零序電流為： )(e3j31)(e3219021900NjANjfCCCCRECCCUI???? ???????????????? (220) 在該中性點(diǎn)運(yùn)行方式下，一般電阻性電流與電容性電流相等，中值電阻值與系統(tǒng)容抗值相等，即： 13R C?? (221) 所以，零序電流可以寫(xiě)成： 19 )(31)(3219021900fNjANjCCCejECCCeUI??????????????????? (222) 當(dāng)經(jīng)過(guò)渡電阻接地時(shí)，這時(shí)相當(dāng)于過(guò)渡電阻 fR 與中性點(diǎn)中值電阻并聯(lián)，其等效電阻為eqR ： ffRRRRR ??eq (223) 所以，這時(shí)的零序電流為： )(33j1)(32190eq21900NjANjfCCCeCRECCCeUI???? ???????????????? (224) 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地電網(wǎng)有以下優(yōu)點(diǎn)：可防止和阻尼諧振過(guò)電壓和間歇性電弧接地過(guò)電壓，由于健全相過(guò)電壓降低，產(chǎn)生異地兩相接地的可能性也隨之減少；采用電阻器接地，接地電阻在 10~100Ω 之間。同時(shí)，故障線路中將有電阻電流流過(guò)，接地點(diǎn) f 的電流 fI 為所有線路電容電流 BCII??? 和電阻電流 RI? 的總和。各電量特征與中性點(diǎn)不接地一樣。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地圖如圖 。也是電容電荷釋放元件和諧振的阻壓元件，對(duì)防止諧振過(guò)電壓和間歇性電弧接地過(guò)電壓，能減少電弧接地過(guò)電壓的危險(xiǎn)性，并使高靈敏且具有選擇性的接地保護(hù)得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)臨近通信線路的干擾也較弱，有一定優(yōu)越性。 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)單相接地故障分析 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地方式，即是中性點(diǎn)與大地之間 接入一定電阻值的電阻，該電阻與系統(tǒng)對(duì)地電容構(gòu)成并聯(lián)回路，其單相接地故障時(shí)的電阻電流被限制到等于或略大于系統(tǒng)總電容電流。 2) 弧線圈數(shù)量太多，導(dǎo)致對(duì)分接頭的及時(shí)調(diào)有困難 ,，電容電流計(jì)算值或測(cè)量值不準(zhǔn)確，補(bǔ)償度調(diào)節(jié)不好，系統(tǒng)接地時(shí)易出現(xiàn)諧振過(guò)電壓。在正常情況下，各相對(duì)地電容電流與負(fù)荷電流在各相之間形成通路（三相對(duì)稱(chēng)），在單相接地故障時(shí)，電容電流將通過(guò)接地點(diǎn)。但零序電壓與零序電流的相位關(guān)系不受過(guò)渡電阻的影響。 3) 實(shí)際上，在電網(wǎng)中發(fā)生的單相接地故障，是非金屬性不完全接地，即故障相經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)渡電阻接地。 2) 消弧線圈兩端的電壓為零序電壓，消弧線圈的電流通過(guò)故障點(diǎn)和故障線路的故障相，而不通過(guò)非故障線路。 從 fR 兩端看進(jìn)去 ,等效阻抗為： 11 j3j CL ?? ? 電網(wǎng)的零序電壓為： )13(111*3j10LCjRECjLjRCLjEUfAfA?????? ?????????? ??? (217) 當(dāng) fR 從 0?? ， 0U? 從 0AE? ? ，可利用此特點(diǎn)進(jìn)行確定故障相。不同之處在于通過(guò)故障線路中的電流包含經(jīng)消弧線圈接地而產(chǎn)生的電感電流。 為了更加清晰地分析電容電流和電感電流的分布特點(diǎn)，可作出如圖 所示的零序等效網(wǎng)絡(luò)圖。 發(fā)生單相接地故障時(shí)，三相電路的對(duì)稱(chēng)性受到破壞，故障點(diǎn)就出現(xiàn)明顯的不對(duì)稱(chēng)，如當(dāng) A 相發(fā)生單相接地故障時(shí)， A 相 對(duì)地電壓變?yōu)榱悖?B 相和 C 相對(duì)地電壓升高，對(duì)地電容電流相應(yīng)增大。