【正文】 同一電壓等級(jí)，然后比較各條線路的零序電流變化量，變化量最大的就是故障線路。值班人員依次拉合所有線路，根 據(jù)斷開某線路后零序電壓信號(hào)是否消失來判斷是否是故障線路。 在真正實(shí)現(xiàn)起來還是困難的。 小波變換是把一個(gè)信號(hào)（故障線路上暫態(tài)零序電流特征分量的幅值和相位）分解成不同尺度和位置的小波之和，利用合適的小波和小波基對(duì)暫態(tài)零序電流的特征分量進(jìn)行小波變換，可以看出故障線路上暫態(tài)零序電流特 征分量的幅值包絡(luò)線高于非故障線路，且其特征分量的相位也與非故障線路相反，這樣就構(gòu)造出利用暫態(tài)信號(hào)進(jìn)行接地選線的判據(jù)。 （ 3）小波分析法 單相接地時(shí)，故障電壓和電流的暫態(tài)過程持續(xù)時(shí)間短，并且含有豐富的特征量，比穩(wěn)態(tài)值大，因此選擇合適的分析方法分析暫態(tài)信號(hào)，將有利于故障選線 [1,12,32]。定義0 0 00 ( ) ( ) ( 1 2 )tjjS u i d j n? ? ???? ， ， … … ，和0 0 00 ( ) ( ) ( 1 2 )tllS u i d l n? ? ???? ， ， … … ，分別為線路和消弧線圈的零序能量函數(shù)。因而，采用這種方法做出的保護(hù)裝置的適用范圍受到限制，實(shí)踐應(yīng)用也證明了這種保護(hù)的動(dòng)作可靠性較差。這在非諧振的系統(tǒng)中適用，對(duì)于諧振接地的系統(tǒng)，由于消弧線圈中電流不能突變，必須要經(jīng)過一個(gè)暫態(tài)過程，在這個(gè)暫態(tài)過程里（此方法中取其中首半波長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)窗），相當(dāng)于消弧線圈不起作用，短路接地電流的方向與非故障線路的電容電流的方向是相反的。 （ 1）首半波法 其原理 [1,33]是基于單相接地故障發(fā)生在故障相電壓接近最大值附近這一假設(shè)條件，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中單相接地有相當(dāng)一部分是在雷擊或者相電壓峰值附近的情況下發(fā)生單相接地短 路的。 （ 8）負(fù)序電流法 負(fù)序電流法 [5]當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，基波負(fù)序電流分量與中性點(diǎn)接地方式無(wú)關(guān)，故障線路基波負(fù)序電流分量的有效值，與所有非故障線路相比，前者數(shù)值最大，且故障線路與非故障線路的負(fù)序電流分量相位相反，由此可構(gòu)成選線判據(jù)。 （ 7）零序?qū)Ъ{法 零序?qū)Ъ{法 [4,6]從分析中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)故障前后各線路測(cè)量參數(shù)的思路出發(fā)，導(dǎo)出了在故障時(shí)測(cè)得的故障線路零序?qū)Ъ{與實(shí)際零序?qū)Ъ{不同、非故障線路與實(shí)際導(dǎo)納相同的結(jié)論進(jìn)行故障選線，即：將各線路實(shí)際零序?qū)Ъ{的大小、相位記憶下來，與故障時(shí)測(cè)得的各線路的零序?qū)Ъ{大小、相位相比較，導(dǎo)納大小或相位發(fā)生變化的線路即為故障線路；若所有線路都未發(fā)生變化，則判為母線故障。故障線路中 5 次諧波零序電流是容性的，數(shù)值最大，方向由線路到母線；非故障線路中 5 次諧波零序電流較小，方向由母線到線路，可以利用 5 次諧波電流群體比幅比相法進(jìn)行選線。 （ 6）五次諧波大小和方向法 五次諧波大小和方向法 [1,8]發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流中存在的諧波分量是以 5 次諧波為主。 （ 5）零序電流有功功率方向法 零序電流有功功率方向法 [2]利用自動(dòng)補(bǔ)償電網(wǎng)中消弧線圈并聯(lián)或串聯(lián)阻尼電阻的特點(diǎn)，在發(fā)生接地故障后，電阻產(chǎn)生的有功分量只流過故障線路，且其方向與非故障線路的零序有功電流方向相反，在數(shù)值上故障線路的零序有功電流比非故障線路的有功 電流大，故可檢測(cè)各條饋線零序電流中有功分量的大小來判斷故障線路。所以在過渡電阻較大時(shí)，檢測(cè)零序電壓就很困難。而非故障線路的零序電流無(wú)功分量超前于零序電壓 90176。該方法在一定程度上可排除不確定性因素同時(shí)出現(xiàn)幾率造成的誤判，但同樣不能排除 CT不平衡及過渡電阻的影響，仍不適用于經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)。但這種方法在線路較短，零序電壓、零序電流值較小時(shí)，相位判斷困難，不能適用于經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)。但這種方法不能排除 CT 不平衡的影響， 第 14 頁(yè) 受線路長(zhǎng) 短、系統(tǒng)運(yùn)行方式及過渡電阻大小的影響，且系統(tǒng)中可能存在某條線路的電容電流大于其他所有線路電容電流之和的情況，裝置易發(fā)生誤動(dòng)，不適用于經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)。 （ 1）零序基波電流幅值比較法 零序基波電流幅值比較法 [1]適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地的情況。在單相短路接地達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，故障線路的零序電流與非故障線路的零序電流相位一致。非故障線路的零序電流大小等于本線路的接地電容電流，超前零序電壓 90176。所以接地故障點(diǎn)殘余電流 ( L jdII?? )的大小等于補(bǔ)償度與電網(wǎng)接地電容電流總和的乘積 ,它滯后零序電壓 90176。而 IL 滯后 U0 90176。 第 13 頁(yè) 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 9 M a y 2 0 0 8 S h e e t o f F i l e : E : \ 收藏集 \ 電子書 \ M y D e s i g n .d d b D r a w n B y :BC0 3C0 1C0 2C T 1C T 2L Rp i xC BA圖 諧振接地系統(tǒng)單相接地故障電容電流分布圖 諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時(shí)，由于接地電容電流 Ijd∑ 和流過消弧線圈的電感電流 IL 都通過接地點(diǎn)，因此接地點(diǎn)的電流為 Ijd∑ 與 IL 之和。采用過補(bǔ)償以后 ,通過故障線路保護(hù)安裝處的電流為補(bǔ)償以后的感性電流，它與零序電壓的相位關(guān)系和非故障線路電容電流與零序電壓的相位關(guān)系相同，數(shù)值也和非故障線路的容性電流相差無(wú)幾，因此不接地系統(tǒng)中常用的零序電流選線原理和零序功率方向選線原理顯然已不能采用。 3)過補(bǔ)償 過補(bǔ)償就是 LCII?? 的補(bǔ)償方式。它的缺點(diǎn)在于系統(tǒng)方式變化 ,即某些線路因檢修或跳閘退出運(yùn)行時(shí) ,系 統(tǒng)的電容電流會(huì)減少 ,以至有可能成為完全補(bǔ)償而出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓。 2)欠補(bǔ)償 欠補(bǔ)償就是 LCII?? 的補(bǔ)償方式。 根據(jù)補(bǔ)償程度的不同，可以分為三種： 1)全補(bǔ)償 全補(bǔ)償時(shí)完全補(bǔ)償就是 0LCI I I? ? ? ?? ? ? 的補(bǔ)償方式，它雖可使接地點(diǎn)的電流為零，但卻有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，因?yàn)榇藭r(shí)電路正好滿足串聯(lián)諧振的條件。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 9 M a y 2 0 0 8 S h e e t o f F i l e : E : \ 收藏集 \ 電子書 \ M y D e s i g n . d d b D r a w n B y :BC 0 3C 0 1C 0 2C T 1C T 2 i xC B A 圖 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相短路電容電流分布 各相對(duì)地的電壓變?yōu)椋? 0ADU? ? （ ） 1503 ojB A ABDU E E E e? ? ? ? ?? ? ? （ ） 1503 ojC A ACDU E E E e? ? ? ?? ? ? （ ） 因此故 障點(diǎn)的零序電壓為： 0 1 ()3 AA D B D C DU U U U E? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ ） 非故障相中流向故障點(diǎn)的電流為： 0B BDI U j C???? （ ） 0C CDI U j C???? （ ） 第 12 頁(yè) 接地點(diǎn)電流為： D B CI I I? ? ??? （ ） 有效值為： 03DI U C??? ? （ ） （ 2）經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn)： 系統(tǒng)單相接地時(shí)，如果接地電流較大，可能引起弧光過電壓，危及系統(tǒng)中絕緣薄弱的環(huán)節(jié)，因此需要安裝消弧線圈。如果發(fā)生單相接地故障，其它兩相電壓會(huì)升高到 3 倍，其電容電流也會(huì)增大到 3 倍。任一線路中，在相電壓的作用下，每相都有電容電流流入地中，各相電容電流超前于該相電壓 90176。 煤礦 6kV 電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn)分析 由于我國(guó) 煤礦 6kV 電網(wǎng) 幾乎 不采用中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地方式，因此本文只分析中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈 接地系統(tǒng)的單相接地故障 的特點(diǎn) 。農(nóng)村電網(wǎng)及一些廠礦電網(wǎng)電容電流較小、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，更喜歡采用非有效接地方式。另一種觀點(diǎn)建議采用小電阻接地方式 。 關(guān)于我國(guó)配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式的發(fā)展方向，目前存在兩種觀點(diǎn)。 我國(guó)中壓配電網(wǎng) (6kV66kV)多數(shù)為小電流接地方式，其中 66kV 和 35kV 電網(wǎng)主要采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式 。 法國(guó)電力公司 (EDF)在 1990 年前后開始對(duì)中壓電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式進(jìn)行改造，將運(yùn)行了 30 多年的大電流接地方式全部改為諧振接地方式。電纜組成的配電網(wǎng)，仍采用中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地方式。 美國(guó)中壓電網(wǎng)以大電流接地方式為主，在 22~70kV 電網(wǎng)中，中性點(diǎn)直接接地方式占 72%。 對(duì)于 110kV 及以 上的高壓、超高壓電力系統(tǒng)，主要考慮限制工頻電壓升高和瞬時(shí)過電壓，因此普遍采用直接接地方式。中性點(diǎn)有效接地方式包括 :中性點(diǎn)直接接地和中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地，系統(tǒng)的零序阻抗和正序阻抗比值 01 3XX? 。所以，尋找一種選線準(zhǔn)確率高的保護(hù)裝置，仍然具有相當(dāng)重要的理論和實(shí)用價(jià)值， 煤礦 6kV 電網(wǎng) 系統(tǒng)單相接地故障選線仍然是業(yè)界的熱門課題 。 對(duì)煤礦 6kV 電網(wǎng)單相接地選線的研究， 在我國(guó)， 到現(xiàn)在已經(jīng)持續(xù)了 幾十 年，出現(xiàn)了較多的理論和方法，也推出了很多的接地選線裝置，但是，到目前為止，由于煤礦 6kV 電網(wǎng)單相接地故 障的上述特點(diǎn) 仍然沒有令人十分滿意的、選線準(zhǔn)確率很高的保護(hù)裝置出現(xiàn) 。接地電流還和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)系，受到不平衡負(fù)荷等因數(shù)的影響。這種系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時(shí)，過渡電阻變化較大，且一般不呈線性變化。這種配電線路較短，線路對(duì)地電容較小。實(shí)踐也證明，有許多的單相接地故障后來都使故障范圍擴(kuò)大， 尤其是在煤礦這樣重要的能源基地，一旦發(fā)生電網(wǎng)故障很容易引起其他嚴(yán)重的事故， 因此，如何快速而準(zhǔn)確地找出故障線路，防止事故擴(kuò)大，對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠性具有極其重要的意義。煤礦單位的電網(wǎng)屬于中低壓電網(wǎng)，其 6kV 電網(wǎng)在煤礦供電中 起 著非常重要的作用。 小電流系 統(tǒng)在保證運(yùn)行維護(hù)人員的安全、過電壓水平、設(shè)備絕緣水平、經(jīng)濟(jì)性等方面存在諸多的優(yōu)點(diǎn)，一直被應(yīng)用于我國(guó)的中低壓電網(wǎng)中。 fault line selection 目 錄 1 緒論 ................................................................ 9 .......................................................... 9 6kV 電網(wǎng)系統(tǒng)接地特點(diǎn) ..................................... 10 ............................... 10 6kV電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn)分析 ..................... 11 ............................... 13 ............................. 13 ............................. 15 ................................. 16 ........................................... 17 2 基于線路階躍響應(yīng)的選線方法 ......................................... 18 ......................................................... 18 階躍響應(yīng)的選線理論介紹 ............................... 19 ................................................. 23 ..................................................... 24 3 硬件設(shè)計(jì)部分 ....................................................... 25 ................................................. 25 ......................................... 25 ...........................