【正文】 onsiders 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(diǎn)接地方式概述 .......................................... 1 配電自動(dòng)化概述 .............................................. 2 單相接地故障保護(hù)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(dòng)化系統(tǒng)概述 ................................ 7 配電自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................... 7 主站系統(tǒng) .................................................... 7 通訊系統(tǒng) .................................................... 8 配電終端 ................................................... 10 FA 的實(shí)現(xiàn) ........................................................ 11 故障定位的實(shí)現(xiàn)思路 .............................................. 12 第三章 單相接地故障時(shí)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?qū)Ъ{ ......................................................... 18 負(fù)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(gòu)建 ............................ 26 構(gòu)建模型 ......................................................... 26 提出邏輯算法 ..................................................... 27 誤差分析 ......................................................... 27 算例驗(yàn)證 ......................................................... 29 特征量判據(jù)誤選 ............................................. 30 節(jié)點(diǎn)失效 ................................................... 31 隨機(jī)干擾 ................................................... 32華 北 電 力 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 題 目：基于配電自動(dòng)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(dòng)化 研 究 方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 導(dǎo) 師 姓名：徐玉琴 職稱：教授 2021 年 5 月 25 日華北電力大學(xué)碩士學(xué)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(diǎn)非直接接 地方式，主要包括中性 點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)經(jīng)電阻器接地、中性點(diǎn)不接地 [1] 等方式，通常稱為小電 流接地方式。而且， 現(xiàn)有的小電流接地選線裝置的選線正確率普遍偏低，存在著嚴(yán)重的漏選和誤選，從 而嚴(yán)重影響供電質(zhì)量。本文正是基于配電自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)單相接地故障定位進(jìn)行深入探討與研究。 中性點(diǎn)不接地，實(shí)際上是經(jīng)過集中于電力變壓器中性點(diǎn)的等值電容接地的，其 零序阻抗多為一有限值，而且不一定是常數(shù)。 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，是指在系統(tǒng)中性點(diǎn)接入適當(dāng)?shù)碾娮?，該電阻與系統(tǒng)對(duì)地電 容構(gòu)成并聯(lián)回路，是電容電荷釋放元件。中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，由于接地電流大，能夠簡化 繼電保護(hù)，方便地檢測(cè)接地故障線路，又有利于降低系統(tǒng)的絕緣水平，使一些進(jìn)口 的用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電氣設(shè)備的電力電纜能在中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的系 統(tǒng)中使用，具有較高的經(jīng) 濟(jì)效益。 如果尚未實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電，則停電次數(shù)將會(huì)增加，使供電可靠性降低。運(yùn)行中的消弧線圈和現(xiàn)代的自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償裝置并不都 是恰好在諧振點(diǎn)運(yùn)行，在一般情況下它們多采用略微偏離諧振點(diǎn)的過補(bǔ)償運(yùn)行方 式，“諧振接地”比較符合中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的實(shí)際情況，所以中性點(diǎn)經(jīng)目錄 II 適用性分析 ....................................................... 33 目前存在的問題 ............................................. 33 改善條件 ................................................... 33 第五章 結(jié)論與展望 ....................................... 35 結(jié)論 ............................................................. 35 展望 ............................................................. 36 深入分析探討 ............................................... 36 基于配電自動(dòng)化系統(tǒng)單相接地故障定位的發(fā)展趨勢(shì) ............. 36 參 考 文獻(xiàn) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 37 致 謝 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ..39 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況 ...................... 40華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 出接地電阻，對(duì)于非故障線路，接地電阻趨向于無窮大；而對(duì)于故障線路，可以給 出接地電阻的估計(jì)值。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。該方法適用于中性點(diǎn)不接地及經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)。 注入法選線原理是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，首先用絕緣檢測(cè)的電壓獲得接 地故障相別，然后通 過該相電壓互感器向電網(wǎng)注入一種頻率躲開工頻及其倍頻的信 號(hào)電流，接地相的 PT 原邊相當(dāng)于被短接，由副邊感應(yīng)的信號(hào)電流只在接地線路中 流通，經(jīng)過接地故障點(diǎn)后即行返回，非接地相的線路中沒有信號(hào)電流。而通過對(duì)注入信號(hào)電流和電壓的檢 測(cè)，計(jì)算變電所到接地故障點(diǎn)之間的電抗，便可實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，原 理簡單明了，將狀態(tài)識(shí)別與單相接地選線結(jié)合在一起。 小波分析法，是利用小波變換原理將零序電流分解成不同的尺度和位置的小波 系列，零序電流對(duì)一定尺度和位置的小波的投影即為零序電流在此小波分量的幅 值，即小波變換。 綜上所述，對(duì)中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)單相接地故障選線原理的研究，已取得了 很多成果，各種方法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，不同的保護(hù)原理適用于不同的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。因此，更充分的提取故障的信息量，更可靠的控制模式有待于進(jìn)一步的 研究。 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(guān)注的研究 課題。有些方法在實(shí)際系統(tǒng)中 得到了較好的應(yīng)用。目前小電流接地系統(tǒng)單相接 地故障定位的主要方法有故障分析測(cè)距法和“ S 注入法”等。 文獻(xiàn) [17] 按照高壓輸電線路故障測(cè)距中阻抗測(cè)距的思想，在小電流接地故障等效 序網(wǎng)上導(dǎo)出一含有故障距離的二次方程，但此方法在等效網(wǎng)絡(luò)簡化以及提取基頻分 量、求 解等環(huán)節(jié)必然產(chǎn)生誤差，且面臨區(qū)別真?zhèn)胃膯栴}。但該原理要求必須在配電線路不停電的情況下，由巡線人員手持定位探測(cè)器沿 接地線路進(jìn)行人工定位。 小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于系統(tǒng)對(duì)地電容與故障點(diǎn)之間的充放 電，將產(chǎn)生振幅比穩(wěn)態(tài)基頻大許多倍的高頻暫態(tài)分量，而且按照基頻計(jì)算的 消弧線 圈，對(duì)于高頻分量其對(duì)地阻抗將成倍的增加，因此對(duì)故障后暫態(tài)電流的影響較小。文獻(xiàn) [17] 根據(jù)電力系 統(tǒng)故障相暫態(tài)信號(hào)的特征提出了時(shí)間序列小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了小電流接地系統(tǒng)直 配線路單相接地故障定位。 小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障饋線非故障相的暫態(tài)電流分量 （ Transient Current Component， TCC）僅與自身參數(shù)有關(guān)，可以避免系統(tǒng)運(yùn)行不確 定因素的影響。文獻(xiàn) [17] 提出了利用故障饋線非故障相的暫態(tài)電流進(jìn)行單相接華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 要為電阻接地方式，采取零序過流保護(hù)，對(duì)于低阻接地，作用于跳閘；對(duì)于高阻接 地，作用于告警。在俄羅斯，小電流 接地系統(tǒng)主要采取不接地和經(jīng)消弧線圈接地方式，主要采用零序功率方向和首半波 法。 長期以來，小電流接地系統(tǒng)的單相接地保護(hù)課題研究不斷，并提出了許多選線 方法，究其原理都不外乎是利用單相接地故障時(shí)系統(tǒng)電氣量所呈現(xiàn)出 來的特征及其 規(guī)律性 [2][3][4][5] 。已有的方法有零序電流群體比幅比相法 [6][7] 、零序有功分量法 [8] 、五次諧波功率方向法、 DDA [9] 法、首半波法 [10] 、注入法 [11][12] 和小波法 [13][14][15]、 、相關(guān)原理法 [16] 等。首先對(duì)各線路零序電流按幅值進(jìn)行排隊(duì)，選取 零序電流最大的三條線路。如果三條線路的 電流同相則認(rèn)為發(fā)生了母線故障。對(duì) 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，比幅比相對(duì)五次諧波進(jìn)行。群體比幅比相原理有整定簡易、易于維護(hù)的優(yōu) 點(diǎn)，但是受 CT 不平衡影響較大。 有功功率法：配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，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?yàn)橛赡妇€流向線路；而故障線路零序電流為整個(gè)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?yàn)橛删€路流向母線。 五次諧