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小电流接地故障选线方法研究 　　[摘 要]随着电力技术的发展和用户对供电可靠性要求的提高，小电流接地系统成为配电网的主要接地方式。小电流接地系统单相接地故障选线一直是配电网继电保护技术中的难题之一。本文对小电流故障选线算法进行了归纳和综述，回顾了近年国内外研究者在这一领域所做的广泛而深入的工作和成果，对基于稳态和暂态信息的故障选线方法进行了归纳总结，并分析了各种算法的优缺点，深入探讨了今后研究的难点和研究的方向。 　　[关键词]单相接地；小电流接地选线；稳态量；暂态 　　中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0026-01 　　0 引言 　　我国电力系统中心点接地方式有两种，即中性点直接接地方式和中性点不直接接地方式。配电网大多采取用中性点不直接接地方式，在这种系统中，发生单相接地故障时，接地短路电流较小，故称之为小电流接地系统。其我国大多数配电网均采取小电流接地系统。在小电流接地系统中，单相接地故障发生率最高，占配电网故障的80%以上。 　　当发生小电流接地故障后需要尽快选出故障线路。小电流接地系统故障选线的研究现状研究小电流接地系统故障选线的方法有很多种。仅基于稳态量的各种工作选线技术在使用时效果不理想。此外，还有基于数学形态学、相关分析、无功检测、多判据融合等多种选线方法。以上方法对于在特定条件的小电流接地系统的故障选线有一定的优点。 　　2 几种常用选线方法分析 　　2.1 基于稳态量的故障选线方法 　　（1） 零序电流比幅法 　　零序电流比幅法是基于早期的继电保护原理，适用于小电流不接地系统。当中性点不接地系统发生接地故障时，流过故障元件的零序电流在数值上等于其它所有非故障元件对地电容电流之和，即故障线路上的零序电流最大，因此只要通过零序电流幅值大小的比较便可以找到故障线路。通常采用“绝对整定值”原理，即利用了零序电流I0 与某一整定值Iz 做比较，整定值Iz 大于系统内任何一条线路的电容电流，如果I0 小于Iz，继电器不动作；如果I0 大于Iz，则极化继电器动作，显示回路编号，完成选线。 　　（2） 零序电流相对相位法 　　在小电流接地系统中，故障线路上的零序电流方向为线路流向母线，而其它线路上的零序电流方向则是从母线流向线路。因此只要比较零序电流方向，根据工作线路上的零序电流流动方向不同的特点，可找出故障线路。但是这种方法会产生的时针效应，相位判断困难。 　　（3）群体比幅法 　　其原理是先进行各条线路的I0 比较选出几个电流幅值较大的作为候选线路然后在此基础上进行相位比较选出方向与其他不同的线路即为故障线路。该方法在很大程度上解决了前两种方法存在的问题，但不能排除电流互感器不平衡电流以及过渡电阻的影响，且“时针效应”仍可能存在。 　　（4） 五次谐波分量法 　　由于谐波电流方向原理使用的高次谐波分量较小，且易受干扰，运行中多使用五次谐波分量法。从过渡电阻的非线性可知故障点就是一个谐波源（金属性接地是经电阻接地慢慢发展而来的），而且以基波和奇次谐波为主，根据谐波在整个系统内的分布情况和保护的要求，使用五次谐波分量为宜。按照基波整定的谐波产生的补偿效果，知零序电流五次谐波分量在中性点经性点小电流系统中零序电流基波相同的特点，再利用前述原理，即可解决中性点经消弧线圈的选线问题。但负荷中的五次谐波源和过渡电阻大小，均会影响选线精度。 　　2.2 基于暂态量的选线方法 　　（1） 首半波法 　　首半波原理是接地故障发生在相电压接近最大值这一假设。此时故障相电容电流通过故障相线路向故障点放电，故障线路分布电容具有衰减振荡特性。该电流流经过消弧线圈暂态电感电流的最大值相应于相电压经过零瞬间。而故障发生在相电压接近于最大值的瞬间时，暂态电流为零此时的暂态电容电流比电感电流大得多。利用故障线路暂态零序电流首半波的幅值和方向均与正常情况不同的特点，可实现选线但故障发生在相电压过零值附近时，半波电流的暂态分量值很小，及过渡电阻的影响，易引起方向误判。 　　（2） 暂态电流特征频带测度选线法 　　将测度比值作为固定判断准则值，由于其它线路个非故障相上暂态电流起到助增的作用因此，故障线路故障相暂态电流的特征频带值与健全相特征频带值的特征比值为2，即大于单一线路的情况。判据准则是频带测度的相对值，不同于常规选线原理，也不同于目前保护原理的定值。它对系统多变因素、不确定因素具有较强抑制性和自适应的能力。 　　（3） 暂态能量差值选线法 　　发生单相接地故障后，健全线路的暂态能量增量为正，故障线路暂态能量增量为负，并且绝对值等于所有健全线路暂态能量的增量绝对值的总和。如果是在母线发生单相接地故障，则每条线路暂态能量增量均为正值。 　　2.3