【正文】 態(tài)特征分量的提取和暫態(tài)保護(hù)判據(jù)的建立，而暫態(tài)量的成分和大小都受到系統(tǒng)的運(yùn)行方式、故障類型及故障時刻等多種因素的影響 [10]。由于暫態(tài)過程短，且受線路結(jié)構(gòu)、參數(shù)及故障條件的影響，暫態(tài)量算法在實用中還有待實踐檢驗。 20 世紀(jì) 70 年代以來，微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。借助現(xiàn)代微電子技術(shù)，可以很方便地實現(xiàn)接地故障暫態(tài)信號的高速采集、記錄及分析，利用暫態(tài)信號的接地選線技術(shù)已取得了重大進(jìn)展。下面將介紹幾種比較新的利用暫態(tài)信號的選線方法。 暫態(tài)零序能量法 暫態(tài)零序能量法 [11]對故障后各線路零模瞬時功率進(jìn)行積分，得到零模能量函數(shù)。故障線路的能量函數(shù)幅值最大，極性為負(fù)，與非故障線路的相反，據(jù)此可選擇接地線路。 暫態(tài)能量法實質(zhì)上是零模有功功率法在暫態(tài)信號上的應(yīng)用。由于暫態(tài)電流中有功分量所占的比例比較小，因此，暫態(tài)能量法對暫態(tài)信號的利用不充分，檢測靈敏度低。 暫態(tài)零序相位法 暫態(tài)零序相位法就是根據(jù)故障時 ,故障相的暫態(tài)零序電流與非故障相的電流相位相反來判斷故障線路。文獻(xiàn) [12]提出的首半波法實際就是利用接地故障基波暫態(tài)電流的相位信息，該算法對于電弧性接地和接地時的相位信息非常敏感，在實際應(yīng)用中抗干擾能力不強(qiáng)。文獻(xiàn) [12～ 14]通過分析暫態(tài)諧波在一定頻段既選頻帶 (SFB)內(nèi)的相頻特性：故障相暫態(tài)零序電流的相位與 非故障的相位相反，利用小波分析這部分諧波的相位關(guān)系，通過各個諧波的相頻特性來判斷故障線路。該算法通過不同頻段的相位信息采用計數(shù)累加的方式判斷故障線路，理論上很完美，但抗干擾能力不強(qiáng)是此類方法的本質(zhì)不足，特別是對于瞬時性接地故障尤其容易引起誤判。 基于現(xiàn)代信號處理技術(shù)的故障選線算法 小電流接地故障選線是一種利用弱信號做出辨識的技術(shù)。僅利用以往電流幅值大小與相位相反等常規(guī)方法難以取得令人滿意的結(jié)果，所以研究者開始把現(xiàn)代信號處理技術(shù)與人工智能應(yīng)用于這一難題的分析。像小波變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊理論等理論用來對故 障信號進(jìn)行分析與處理。 3 多判據(jù)信息融合選線方法 9 3 多判據(jù)信息融合選線方法 引言 各種選線原理針對的故障特征量各不相同，因此在實際選線中可能會由于某些故障特征量的信號微弱或差異不顯著而造成某些選線原理不能得出正確結(jié)果。因此為了最大限度地提高選線準(zhǔn)確率，應(yīng)該在保證滿足選線時限要求的情況下，盡量多地選用有互補(bǔ)性的選線原理來綜合選線。下面分別為 NUS、 NES和 NRS選出三種使用效果較好且彼此間互補(bǔ)性較好的選線原理。 選線原理選擇 中性點不接地方式下選線原理選擇 對于 NUS，選用零序無功功率法、零序電流比幅法、 零序電流比相法這三種選線原理。 （ 1）零序無功功率法：由以上分析可知，該選線原理對于 NUS 選線準(zhǔn)確率較高，因此選擇作為第一種選線原理； （ 2）零序電流基波比幅法：由于零序無功功率法只是抽取了各條線路零序電流中的無功部分進(jìn)行比較，在某些情況下可能會受到相位測量的影響。而零序電流基波比幅法則會充分利用“故障時故障線路零序電流等于其它所有線路零序電流的向量和 這一原理，而且其中的相位判斷只要能顯示為容性或者感性即可，誤差容忍度很大。因此選擇零序電流比幅法作為第二種選線原理，與零序無功功率法配合可以實現(xiàn)對零序電流幅 值信息的充分利用； （ 3）零序電流比相法：前面兩種選線原理在判斷時都是以零序電流量的幅值為側(cè)重點，兼顧了其相位反映出來的容性或者感性的性質(zhì)，但均沒有充分利用零序電流的相位信息，這樣有可能會同時出現(xiàn)誤判。例如，在同一母線的各條出線長度相差比較懸殊的情況下，短線路上發(fā)生單相接地故障時，長線路上的零序電流相對故障線路來說零序電流也比較大，在實際測量中其有效值甚至可能大于故障線路的值，此時僅僅通過簡單判斷各線路零序電流容性或者感性的性質(zhì)，就有可能出現(xiàn)誤判了。因此選擇零序電流比相法作為第三種選線原理，與前兩種方法配合 可以實現(xiàn)對零序電流幅值和相位信息的充分利用。 諧振接地方式下選線原理選擇 對于 NES，選用突變量檢測法、零序有功功率法、零序?qū)Ъ{法這三種選線原理。 （ 1）突變量檢測法： 該方法去噪與選線相結(jié)合，抗干擾強(qiáng)，計算精度受采樣頻率西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 10 影響較小，計算量小，精度高，因此選擇作為第一種選線原理； （ 2）零序有功功率法：由于 NES 中消弧線圈自身電阻及串并聯(lián)電阻的影響，使得零序有功功率法具有較高的靈敏度，因此選擇作為第二種選線原理； （ 3）零序?qū)Ъ{法：該方法利用中性點不接地系統(tǒng)或中性點諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，測得的 故障線路零序?qū)Ъ{大小和相位發(fā)生變化的原理進(jìn)行故障選線，根據(jù)各線路實際零序?qū)Ъ{設(shè)定整定值，選線更加靈敏和可靠，作為第三種選線原理。 綜合選線方案 回顧小電流接地系統(tǒng)單相接地故障自動選線技術(shù)的發(fā)展歷程，自動選線技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了三個階段。第一個階段是孤立選線方式階段，典型方法是零序電流過流保護(hù)和零序無功方向保護(hù)。孤立選線方式的特點是，當(dāng)發(fā)生單相接地時，各條線路只依據(jù)本線路的故障信號獨(dú)立判斷本線路是否發(fā)生故障，線路之間沒有信號聯(lián)絡(luò)。孤立選線方式配置簡單，常規(guī)繼電器即可實現(xiàn)，不需要專門的選線裝置。但孤立選線方式 對故障信息的利用率太低，無法適應(yīng)復(fù)雜的小電流單相接地故障。 第二個階段是群體選線方式階段，典型方法是群體比幅比相法。群體選線方式實現(xiàn)了被識別對象中多源信息的溝通。選線裝置綜合利用電網(wǎng)中各線路的測量數(shù)據(jù)做出選線識別，使選線性能大幅度提高。但由于現(xiàn)有的群體選線方法利用的故障信息形式單一，仍未能很好地解決選線問題。 從信息融合的觀點看，群體選線方式可以理解為具備了低級的融合含義。群體選線方式的信號處理與選線識別過程。群體選線方式可以認(rèn)為是一種特征級的融合。在這種選線方式中，整個電網(wǎng)各條線路的測量數(shù)據(jù)匯集在一起，共 同參與了選線，使得選線決策能夠從被識別對象全局狀況出發(fā)，而不是像孤立選線那樣，僅根據(jù)一個測點的數(shù)據(jù)做出判斷。從這個意義上說，群體選線方式具有優(yōu)良的性質(zhì)。 第三階段是將多種選線方法簡單融合，采用“舉手表決 機(jī)制。繼承和發(fā)揚(yáng)了上述選線方式的優(yōu)點，研究如何進(jìn)行多判據(jù)的信息智能融合。多判據(jù)智能融合希望每個判據(jù)能夠輸出表征一條線路表現(xiàn)出故障特征程度的數(shù)值屬性描述，融合層需要對各個判據(jù)的數(shù)值屬性進(jìn)行智能融合，這也需要對每種方法的有效性做出一個數(shù)值描述，最后得出一個綜合選線結(jié)果。 模糊選線 模糊選線是運(yùn)用模糊理論實 現(xiàn)多判據(jù)選線信息融合，根據(jù)判據(jù)規(guī)則建立各選線方法的故障測度隸屬函數(shù) (表征一條線路表現(xiàn)出故障特征程度的數(shù)值屬性描述 )和各選線方法的權(quán)系數(shù)隸屬函數(shù) (表征一種方法的可信度 )。多種選線方法可能有多種的選線結(jié)果，因為它們選線的依據(jù)是不同的故障特征，故障特征在不同的故障條件下的表現(xiàn)程度是不一樣的。顯然某一選線方法所依據(jù)的特征相對明顯時，我們應(yīng)給予這種判據(jù)更多的重視。這樣，方法融合時的權(quán)系數(shù)就不能設(shè)為定值，而應(yīng)根據(jù)實際情況而變化。3 多判據(jù)信息融合選線方法 11 最后對各個判據(jù)的數(shù)值屬性進(jìn)行融合，得出一個綜合選線結(jié)果。 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 12 4 小電流系統(tǒng)選線問題 檢測信號原因分析 在目前小電流接地選線裝置中出現(xiàn)選線不正確以及誤判較多的情況，除從選線判據(jù)選擇的方面存在一定缺陷外，在工程應(yīng)用中也存在檢測等方面的問題。從小電流系統(tǒng)單相接地時與正常運(yùn)行時，狀態(tài)信息的不同看，故障線路的判定似乎非常容易，然而事實并非如此，其原因主要有以下四點： (1)電流信號太小小電流系統(tǒng)單相接地時產(chǎn)生的零序電流是系統(tǒng)電容電流，其大小與系統(tǒng)規(guī)模大小和線路類型 (電纜或架空線 )有關(guān)，數(shù)值甚小，經(jīng)中性點接人消弧線圈補(bǔ)償后，其數(shù)值更小，且消弧線圈的補(bǔ)償狀態(tài) (過補(bǔ)償、欠補(bǔ)償、完全補(bǔ)償 )不同，接地基波電 容電流的特點與無消弧線圈補(bǔ)償時相反或相同，對于有消弧線圈的小電流系統(tǒng)采用 5次諧波電流或零序電流有功功率方向檢測，而 5次諧波電流比零序電流又要小 20～50 倍，此問題對于 SFB 頻段不存在。 (2)干擾大、信噪比小小電流系統(tǒng)中的干擾主要包括 2 方面：一是在變電站和發(fā)電廠的小電流系統(tǒng)單相接地保護(hù)裝置的裝設(shè)地點，電磁干擾大；二是由于負(fù)荷電流不平衡造成的零序電流和諧波電流較大，特別是當(dāng)