故障选线

针对配电网发生单相接地故障时电流较弱、故障条件复杂、现有的故障检测技术性能不可靠的问题，提出一种利用基频移频的多元暂态特征故障度配电网单相接地选线方法。为了保留暂态特征的全景性，去除暂态零序电流中的基频分量，采用希尔伯特变换对暂态零序电流解析信号进行计算。之后，引入位移因子去除基频，保留所有的瞬态特征，并计算了3种典型瞬态特征指标。最后，采用Copula计算瞬态特征随机变量的联合分布密度函数并计算各线路的故障度，选择故障程度最大的馈线作为故障馈线。建立不同故障条件下的径向配电网样本模型、电弧故障模型以及风机和光伏模型的IEEE 34节点测试系统，验证了所提方法的有效性。

随着海上风电向深远海发展，全直流型风电场由于不存在过电压问题等优点逐渐受到重视。针对全直流海上风电场的汇集线路继电保护问题，首先分析了直流汇集网络在不同故障类型及不同故障位置下的故障特征，计算对应故障情况下的故障电流，并与仿真值进行对比验证。根据故障特征提出一种利用汇集侧暂态电流变化率的单端量故障选线方案，利用区内外故障的故障暂态电流变化率极性和幅值差异，可在换流器过流闭锁前快速识别故障类型、故障线路及极性。通过在母线处设置附加选线流程，使线路末端高阻接地故障时也能准确选线。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了全直流海上风电场模型，进行多种故障场景下的仿真分析，验证了所提故障选线方法的有效性。

就中性点接地方式、单相接地故障特征、选线方法分类及特点、区段定位技术做了详细讲解。并详细介绍了消弧线圈接地方式的优势，不同接地方式与人身安全的关系，同时提到电网公司越来越关注人身安全，仅依靠接地方式选择难以达到可靠保护人身安全的目的。

小电流接地系统是指中性点不接地、经消弧线圈接地或经高阻接地方式的电力系统，国内大部分66kV及以下电网都采用这种接地方式。它的主要缺点是在发生单相接地故障时无法迅速确认问题出在哪一条线路上。 80年代后期，华北电力大学杨以涵教授首先提出了群体比幅比相选线技术，并研制出了国内第一台选线装置。我公司与华北电力大学共同研制生产的“KA2003系列小电流接地电网单相接地故障选线装置”，是华北电力大学杨以涵教授“小电流接地选线课题组”近二十年来的技术积淀与结晶。该成果已通过国家电力公司组织的鉴定，选线装置已获得实用新型专利，并已申报国家发明专利。

谐振接地电网发生单相接地故障时，如何快速有效判定故障线路，一直是继电保护的难题，同时也是保证配电网安全运行的关键问题。目前虽然现场应用的故障选线方法众多，但实际应用情况并不理想。本文结合现场实际，对故障选线不准确的原因进行了全面深入的分析，提出了配合消弧线圈形式与控制方式的选线技术，并将小信号处理的技术应用于故障选线，以提高故障选线的准确度。

配电网点多面广、分支复杂，快速、精确的故障定位与故障处理一直是电力系统亟待解决的问题。为提高配电网安全运行水平，梳理和推广配电网故障定位处理新技术，提升一线运维专业技术和管理人员切实掌握配电线路发生故障时快速准确定位及故障恢复技术。全国输配电技术协作网现定于2016年11月24日在上海召开《配电网故障定位技术手册》及《配电网单相接地故障选线、定位实用技术(2017版)》编写启动工作会议

目前，电网输变电设备存量大，检测任务繁重，运检装备正逐渐往智能化、一体化方向发展，以提高工作效率，降低劳动强度。该检测平台可同时完成8路待测信号的一次性鉴相工作，通过专家系统的智能判断给出鉴相结果。具备交直流混合电场检测功能，便于交直流接地选线排故工作，同时具备三相电流不平衡判断功能，大大提高接地故障选线正确率。可对于带电体带电情况进行判断，使得现场工作安全得到有力保障。这些都为现场检修提供了极大便利，保证了作业安全，填补了该项国内行业空白，适合行业的全面推广。目前装置已经在江苏省内多座220kV变电站、500kV变电站的检修作业及新间隔验收中使用，并在南京艾瑞特电力科技有限公司等4家单位进行了试用，已处于部分推广的阶段，迄今效果良好，获得行业的认可，具备进一步再电力行业内全面推广的前景。

消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障时，常规选线装置存在准确率不高的问题。针对消弧线圈接地系统发生的同母两回线异相接地复故障选线难的问题，文中通过线路首端的零序电流和母线零序电压信息获得线路的零序导纳，分析消弧线圈接地系统发生同母两回线异相接地故障特征，发现故障线路零序导纳的幅值大于非故障线路零序导纳的幅值，在高阻接地时仍呈现出此特征。在此基础上提出了基于零序导纳幅值比的消弧线圈接地系统同母两回线异相接地复故障选线方法，利用故障线路与非故障线路零序导纳幅值的差异建立故障选线判据，将所有故障线路全部选出。PSCAD仿真结果表明，该选线方法准确率高，不受故障位置、消弧线圈补偿度的影响，具有较强的耐受过渡电阻的能力。

我国配电网一般采用中性点非有效接地方式，深入电力用户终端，运行环境复杂多变，线路绝缘易遭受外接侵蚀，对地绝缘参数难以检测。绝缘破坏引发高阻接地故障，接地故障电弧电流小，具有瞬时性、持续性等不同复杂模式及演变特征，故障检测和选线保护非常困难。接地故障产生的故障电弧反复熄灭和重燃，还将引起系统内产生各类过电压，继而对线路绝缘、设备运行造成积累性损伤。接地故障如不及时消除，易导致故障蔓延，引发重大停电事故，严重影响电能持续供应，并威胁人员安全。随着配电网中分布式电源大规模接入和大型水、火电机组的广泛投运，配电网故障对整体电网安全可靠运行、国民经济持续发展的影响更为凸显。 项目研发的产品以及项目成果分别在国网商丘供电公司，济源供电公司、洛阳供电公司及上海得到应用，实现了配电网对地绝缘状态的实时动态掌握，大幅降低了配电网异常状态的影响及接地故障发生几率，提高了接地故障选线保护的精度和可靠性，有力促进了接地故障快速隔离，提升了配电网维护效率，全面优化了电能质量与供电水平，满足智能配电网发展需求。