【正文】 感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最衷心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—老師，她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。致 謝 本論文是在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下完成的。 （2）通過仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，線路的故障測度隨著線路的增長而增大，這與線路越長發(fā)生故障的可能性越大相符，但是同時(shí)也不排除引起誤判的可能。由于本人能力和時(shí)間的一些限制，本文還有值得進(jìn)一步研究和解決的問題，主要包括如下幾點(diǎn): （1）本文在選取綜合判據(jù)的時(shí)候考慮了消弧線圈，暫態(tài)過程以及過渡電阻的影響，但是沒有融合更多不同原理和有突出優(yōu)勢的選線方法：比如對處理弧光接地有突出優(yōu)勢的小波分析理論；具有高度分辨能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；適合中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的零序?qū)Ъ{法等。結(jié)合模糊理論的原理和各選線方法的原理，構(gòu)造了各條線路（包含母線）在各種單一選線方法下的故障程度，即故障測度隸屬函數(shù)；各方法的可信度：即權(quán)重系數(shù)隸屬函數(shù)，來有效地處理故障選線的兩個(gè)具有模糊性質(zhì)的問題：某一線路具有故障特征的明顯程度；某一選線判據(jù)的可信度。以不同選線方法在不同系統(tǒng)，不同故障情況下地仿真波形為依據(jù)，分析確定了不同選線方法的原理和優(yōu)勢，以及各單一判據(jù)選線困難的主要原因。我國對小電流系統(tǒng)單相接地故障選線的研究已有50多年了，但是由于小電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)穩(wěn)態(tài)故障信號微弱，暫態(tài)故障信號時(shí)間短，變化快，易受干擾和運(yùn)行方式的影響，所以小電流系統(tǒng)單相接地故障的選線問題一直沒有得到有效的解決。4 結(jié) 論我國6～66kV配電網(wǎng)一般采用小電流接地系統(tǒng)（中性點(diǎn)不接地或者經(jīng)消弧線圈接地）的運(yùn)行方式。根據(jù)對選線方法的原理和理論分析，為利用穩(wěn)態(tài)故障信號、暫態(tài)故障信號、注入信號進(jìn)行故障選線的方法建立了相應(yīng)的判斷模塊和設(shè)計(jì)了相應(yīng)的判斷程序。表34 過渡電阻的大小對選線的影響串聯(lián)電阻（Ω）1050200400零序電壓有功分量3728..092無功分量零序電流L1有功分量無功分量L2有功分量無功分量L3有功分量無功分量PL1L2L3選線結(jié)果L3L3L3L3L3表35 線路長度對選線的影響線路長度（km）L1L2L3L1L2L3L1L2L3L1L2L3101010102030102050202010零序電壓有功分量無功分量零序電流L1有功分量無功分量L2有功分量無功分量L3有功分量無功分量PL1L2L3選線結(jié)果L3L3L3L3由表35可以看出不同的線路長度對于系統(tǒng)中的有功和無功的大小有影響，對于其方向沒有影響，對于有功分量法的判斷不會產(chǎn)生影響，因此此判據(jù)依然適合于不同線路長路的系統(tǒng)中。（3）故障發(fā)生在第三條出線的首端，串聯(lián)電阻為10Ω。本文只考慮故障與非故障有功的方向，串聯(lián)電阻的影響對于本文選線算法并無影響，選線結(jié)果正確。下面列舉一些不同情況下的中間變量以及線路的有功分量，并驗(yàn)證有功分量法的判據(jù)針對不同情況下是否可行。工作空間中保存著采樣數(shù)據(jù)，利用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，結(jié)合差分算法（濾除非周期分量）和半波傅氏算法來實(shí)現(xiàn)故障選線。在Data history中選中l(wèi)imit data points to last，將采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)限制為1800，在選中Save data to workspace，將變量名重新命名，母線零序電壓、1出線零序電流、2出線零序電流、3出線零序電流的變量名依次為a、b、c、d，將變量類型保存Array（數(shù)組），圖38所示。因此總的電容為，共有三條出線，過補(bǔ)償時(shí)，脫諧度取10%，由（34）式可得消弧線圈的取值。圖34 非故障線路零序電流圖35 故障線路零序電流在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)全系統(tǒng)的電容電流超過下列數(shù)值時(shí)，即應(yīng)裝設(shè)消弧線圈，具體的對應(yīng)關(guān)系如表32所示：表32 額定電壓與最大單相電流額定電壓（kV）最大的單相接地電流（A）3—630102020—6010 由中性點(diǎn)不接系統(tǒng)的分析可知，當(dāng)接地電流大于規(guī)定值時(shí)，必須接入消弧線圈補(bǔ)償電網(wǎng)的容性電流，本文仿真的電源是10kV系統(tǒng)，因此接地電流不能超過20A，消弧線圈的接入能有效地減小接地點(diǎn)的電容電流，本文中消弧線圈均為過補(bǔ)償，脫諧度為10%，消弧線圈接地系統(tǒng)的MATLAB仿真圖與不接地系統(tǒng)的仿真圖的參數(shù)設(shè)置相同，仿真圖如圖36所示。圖33是母線的三相電壓波形，黃色的波形表示故障相，由圖可得出，系統(tǒng)在發(fā)生單相故障后故障相電壓為零，非故障相升高為線電壓，此時(shí)三相仍然保持三相對稱，因此在實(shí)際運(yùn)行中，這種系統(tǒng)在故障后仍可以繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。線路采用分布參數(shù)，各參數(shù)設(shè)置如表31所示：表31 RLC 中的各變量數(shù)值線路參數(shù)正序參數(shù)零序參數(shù)R(Ω/㎞) L(H/㎞)C(F/㎞)，微分方程解算器選擇變步長（Variablestep)；ode23（)；最大步長、最小步長和初始步長都選擇為(auto)；相對容差為(1e3)；絕對容差為(auto)；仿真頻率為50Hz。 參數(shù)設(shè)置：有3 條出線的10kV 系統(tǒng)，三相電源容量為60MVA，頻率為50Hz，X/R ratio 為10，A相初相角為0176。中壓配電系統(tǒng)是有多條出線，是一個(gè)簡單的具3出線的35kV系統(tǒng)。對于采樣頻率，架空線自由振蕩頻率一般在300~1500Hz 的范圍內(nèi)。需要設(shè)置的參數(shù)主要有：元件參數(shù)、仿真時(shí)間、仿真步長、仿真算法以及仿真誤差等等。注意在接線時(shí)，接線端點(diǎn)的提示, 如果接線錯(cuò)誤, 提示顏色為紅色。 (5) 選擇接地元件、節(jié)點(diǎn)等,進(jìn)行合理放置。 (3) 單擊工具欄上的圖標(biāo)或選擇菜單“File”——“New”——“Model”，新建一個(gè)名為“untitled”的空白模型窗口。 (2) 啟動電力系統(tǒng)元件庫。在仿真軟件中搭建合理的小電流模型，既能模擬不同情況下的故障，找出明顯的故障特征，而且通過仿真結(jié)果確定各種選線方法的優(yōu)勢和局限性，為選取合理的綜合判據(jù)提供理論依據(jù)和仿真平臺。3 小電流接地系統(tǒng)故障選線方法的仿真研究 小電流接地系統(tǒng)的故障類型主要有：金屬性接地、高阻接地、弧光接地。因此，配電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，其暫態(tài)過程存在著豐富的故障信息，又因?yàn)楣收蠒r(shí)的暫態(tài)過程不受接地方式的影響，即中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)故障時(shí)的暫態(tài)過程基本是相同的，因此，暫態(tài)分量在故障檢測中有著非常重要的意義。=177。對于電纜線路，由于L很小C很大，其過渡過程與架空線相比，所經(jīng)歷的時(shí)間很短并具有較高的自由振蕩頻率，一般在1500～3000Hz之間。此時(shí)流過故障點(diǎn)電流的變化形式主要取決于網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R、L、C的關(guān)系，當(dāng)R﹤2時(shí)，電流的過渡過程具有衰減的周期特性，當(dāng)R﹥2時(shí)，電流經(jīng)非周期衰減而趨于穩(wěn)態(tài)值。由于整個(gè)流通回路的電感較大，因此充電電流衰減較慢，振蕩頻率也較低，僅數(shù)百赫茲。圖21單相接地暫態(tài)電流的等值回路在一般情況下，由于電網(wǎng)中絕緣被擊穿而引起的接地故障，通常發(fā)生在相電壓接近于最大值的瞬間，故電感中的故障電流近似0，因此可以將暫態(tài)電容電流看成如下兩個(gè)電流總和： （1）由于故障相電壓突然降低而引起的放電電容電流，它通過母線流向故障點(diǎn)，放電電流衰減很快，振蕩頻率高達(dá)數(shù)千赫茲，振蕩頻率主要取決于電網(wǎng)中線路的參數(shù)、故障點(diǎn)的位置以及過度電阻的數(shù)值。 在補(bǔ)償電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障的瞬間，可以利用下圖的等值回路進(jìn)行分析。運(yùn)行中的補(bǔ)償電網(wǎng)在發(fā)生單相接地故障的瞬間，流過故障點(diǎn)的暫態(tài)接地電流由暫態(tài)電容電流和暫態(tài)電感電流兩部分組成。為了解決這個(gè)問題，通常在中性點(diǎn)接入一個(gè)電感線圈。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中單相接地故障的特點(diǎn)當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，在接地點(diǎn)要流過全系統(tǒng)的對地電容電流，如果此電流比較大，就會在接地點(diǎn)燃起電弧，引起弧光過電壓，從而使非故障相的對地電壓進(jìn)一步升高，使絕緣損壞，形成兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地短路，造成停電事故。③在非故障元件中流過的零序電流，其數(shù)值等于本身的對地電流；電容性無功功率的實(shí)際方向?yàn)橛赡妇€流向線路。（2）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后零序分量分布的特點(diǎn)如下:①零序網(wǎng)絡(luò)由同級電壓網(wǎng)絡(luò)中元件對地的等值電容構(gòu)成通路，與中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)由接地的中性點(diǎn)構(gòu)成通路有極大的不同，網(wǎng)絡(luò)的零序阻抗很大。 2 小電流接地系統(tǒng)單相接地時(shí)故障機(jī)理分析（1）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的特點(diǎn)：①非故障線路特點(diǎn)：非故障線路中的零序電流為線路Ι本身的電容電流，電容性無功功率的方向?yàn)橛赡妇€流向線路。 Matlab 環(huán)境下的Simulink 是用于對復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真的圖形化交互式平臺，運(yùn)行于Simulink 下的SimpowerSystem 工具箱是用微分方程刻畫的電力系統(tǒng)動態(tài)過程的電力系統(tǒng)仿真工具箱。 目前已有的主要方法：五次諧波法、零序無功功率方向法、首半波法、PRONY 算法、基于小波變化的零序電流比較法、能量法等選線方法。過補(bǔ)償就是使ΙL＞ΙCΣ，補(bǔ)償后的殘余電流是電感性的。當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，在接地點(diǎn)要流過全系統(tǒng)的對地電容電流，因此提出一種用消弧線圈補(bǔ)償電網(wǎng)，以達(dá)到實(shí)際安全要求。由于小電流接地故障對電力設(shè)備、通信和人身危害小，并且三相之間的線電壓基本保持不變，不影響對負(fù)載的供電，因此可允許電網(wǎng)在單相接地情況下繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，以避免供電突然中斷對用戶的影響。 （4）對論文進(jìn)行了歸納總結(jié)，并對今后應(yīng)該加強(qiáng)和改進(jìn)的地方提出自己的想法。利用模糊理論，建立綜合選線方法下各條線路和各種選線方法的模糊數(shù)學(xué)模型，即故障隸屬度函數(shù)和權(quán)重系數(shù)隸屬函數(shù)。 （3）結(jié)合現(xiàn)在的發(fā)展趨勢，以綜合利用個(gè)選線方法自身的優(yōu)勢來彌補(bǔ)其他方法的局限性。 （2）在理論分析和閱讀大量相關(guān)參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，在MATLAB中建立了小電流接地系統(tǒng)的仿真模型和單相接地故障模型，并對利用穩(wěn)態(tài)故障信號，暫態(tài)故障信號，注入信號進(jìn)行故障選線的選線方法作理論分析，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，將各種方法在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中進(jìn)行單相金屬性接地、高阻接地、弧光接地情況下的仿真分析。在配電網(wǎng)中，小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線是一個(gè)長期以來公認(rèn)的技術(shù)難題，一方面是小電流接地系統(tǒng)單相接地故障信號微弱，另一方面是隨著配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化以及消弧線圈的投入使用，單一的故障選線方法已越來越不能滿足準(zhǔn)確率和應(yīng)用范圍的要求?？傊‰娏鹘拥剡x線的方法很多，這些方法都適用于一定結(jié)構(gòu)和參數(shù)的中性點(diǎn)非直接接地電