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。

针对谐振接地系统单相接地故障特征微弱，基于故障特征的选线方法灵敏度和可靠性降低的问题，提出一种主动注入信号辨识的故障选线方法。首先，推导了注入电流受线路对地导纳影响下的分布特性，利用此分布特性构造选线判据。然后，从不同角度分析了注入信号对系统运行的影响，选择适宜参数的注入信号。考虑降低注入频率能够提高主动注入式选线方法的耐过渡电阻能力，故选择注入低频信号。测量注入信号后各条馈线的零序电流，选择稳态零序电流时间窗，利用Prony算法辨识各条线路零序电流中25 Hz电流幅值完成故障选线。最后，Pscad仿真和现场实测波形验证结果表明，该方法在不同故障场景下均能准确实现故障选线，且具有良好的耐过渡电阻能力。

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。

灵活接地系统兼具谐振接地系统与小电阻接地系统的优点，但其采用零序过电流保护，存在耐过渡电阻能力低的问题。对此，提出了综合利用灵活接地系统中小电阻投入阶段与消弧线圈补偿阶段暂态信息的选线方法。首先分析了消弧线圈补偿阶段和小电阻投入阶段各线路的零序暂态电流，发现在消弧线圈补偿阶段故障线路暂态零序电流比非故障线路多了一个流经过渡电阻的电流分量，而在小电阻投入阶段各线路的暂态零序电流表达式相同。其次根据小电阻投入阶段的暂态零序电流计算各线路对地电容比值，利用该比值对消弧线圈补偿阶段各条线路的暂态零序电流做差，发现故障线路与非故障线路暂态零序电流之差为流经过渡电阻的电流，非故障线路间的暂态零序电流之差为0。再次通过构建零序电流差值矩阵，比较矩阵各行各列元素实现故障选线。最后在PSCAD/EMTDC和低压实验平台验证了所提方法的正确性和有效性。

小电流接地方式下的柔性直流配电网发生单极接地故障时，故障特征量小，故障识别难度大。为提高柔性直流配电网接地故障检测能力，提出一种基于K-means++多判据融合的柔性直流配电网单极故障选线方案。首先，对线路故障电气量进行模量分解，得到正常线路和故障线路零模电流、零模电压和零模功率的特征。然后，根据各线路零模电流Spearman相关性、零模电流与零模电压夹角余弦值以及零模功率积分绝对值大小的差异，构造3种故障选线判据。最后，通过K-means++算法对各线路3种选线结果进行分析，可准确选出故障线路。在PSCAD进行仿真验证，结果表明该方法耐过渡电阻、噪声干扰以及通信延时能力强，有效提高了单极接地故障选线的准确性和可靠性。

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

配电网点多面广、分支复杂，快速、精确的故障选线、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，提升供电可靠性，梳理和推广配电网故障选线、定位处理新技术，分享应用经验，中电联全国输配电技术协作网（以下简称EPTC）配电自动化专业技术委员会现面向行业征集优秀技术方案与应用案例，编制《配电网故障选线和定位处理技术与典型应用案例汇编》

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。