（电气工程专业论文）配电线路接地故障自动定位.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名：_ 二雒 日期：冱! 望! ! 里! ! ! 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：币导师签名： t 山东大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第一章绪论。l 1 1 课题研究的目的及意义1 1 2 国内外故障定位技术的发展现状2 1 2 1 国内故障定位方法研究现状2 1 2 2 国外故障定位方法研究现状6 1 3 小电流接地故障定位的主要问题及困难7 1 3 1 部分定位原理不可靠7 1 3 2 不同监测点时间不能确切同步8 1 3 3 故障信号获取困难8 1 3 4 故障数据不能批量传输9 1 3 5 定位装置不能自动上报故障9 1 4 本文的主要工作。9 第二章小电流接地故障特征分析1 1 2 1 小电流接地故障稳态分析1 1 2 1 1 中性点不接地系统单相接地故障稳态分析。1 1 2 1 2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障稳态分析1 1 2 2 小电流接地故障暂态分析12 2 2 1 传统的暂态分析方法1 2 2 2 2 传统分析方法的不足1 4 2 2 3 基于分布参数的高精度模型的分析方法1 4 2 3 接地电阻对小电流接地故障特征的影响1 6 2 4 小电流接地故障暂态频域分析17 2 4 1 中性点不接地系统1 8 2 4 2 消弧线圈接地系统1 9 2 5 小结2 l 第三章小电流接地系统故障定位方法研究：2 2 3 1 小电流接地系统单相接地故障定位方法2 2 3 2 小电流接地故障定位的原理及算法2 2 3 2 1 基于稳态信息的单相接地故障定位方法：2 2 3 2 2 基于暂态信息的故障定位方法2 4 3 2 3 基于稳态与暂态信息结合的故障定位方法2 6 3 3 稳态结合暂态的故障定位方法的可行性2 6 第四章系统设计与实现2 8 4 1 系统结构及功能2 8 山东大学硕士学位论文 4 2 硬件方案设计2 9 4 2 1 信号输入和调理电路2 9 4 2 2 芯片选型3l 4 2 3 m c u 与d s p 的连接3 2 4 2 4 r a m 及d a t af l a s h 的扩展3 4 4 2 5 电源电路3 5 4 2 6 通信接口电路3 6 4 2 7 u a r t 模块外围电路设计。3 6 4 2 8 网络接口3 7 4 2 9 人机接口。3 8 4 3 硬件抗干扰措施3 9 第五章仿真与验证4 1 5 1 仿真模型4 1 5 2 仿真验证4 1 5 2 1 中性点不接地系统4 2 5 2 2 中性点经消弧线圈接地系统4 4 5 2 3 间歇性接地和弧光接地4 5 5 3 小结4 7 第六章结论与展望。4 9 参考文献5 2 i l 9 0 1 4 c j l ，j 望 展 论究 结研 谢 1 2 6 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s c h i n e s ec o n t e n t s i i c o n t e n t s i i i c h i n e s ea b s t r a c t i a b s t r a c t i i c h a p t e r l i n t r o d u c t i o n 1 1 1 r e s e a r c hp u r p o s ea n dm o t i v a t i o n 1 1 2 i n t r o d u c t i o nt ol o c a t i o nm e t h o d sf o rn o n - s o l i d l ye a r t h e dn e t w o r k 。2 l 2 1 l o c a t i o nm e t h o d si nd o m e s t i c 2 1 2 2 l o c a t i o nm e t h o d sa b o a r d 6 1 - 3 d i m c u l tp r o b l e mo f f a u l tl o c a t i o n 8 1 4 o r g a n i z a t i o na n di n n o v a t i o np o i n t so f t h ed i s s e r t a t i o n 。1 0 c h a p t e r2 a n a l y s i st oc h a r a c t e r i s t i c so fe a r t hf a u l t 1 1 2 1 s t a t i ca n a l y s i so fs i n g l ep h a s et oe a r t hf a u l t 1 l 2 1 1 s t a t i ca n a l y s i so fs i n g l ep h a s et oe a r t hf a u l ti nn e u t r a lu n e a r t h e d s y s t e m 1 l 2 1 2 s t a t i ca n a l y s i so fs i n g l ep h a s et oe a r t hf a u l ti nn e u t r a lb ya r cs u p p r e s s i o nc o i l s y s t e m ，1 1 2 2 t r a n s i e n ta n a l y s i so fs i n g l ep h a s et oe a r t hf a u l t 1 2 2 2 1 删i t i o n a lt r a n s i e n ta n a l y s i sm e t h o d s 。1 2 2 2 2 t h es h o r t c o m i n g so ft r a d i t i o n a la n a l y s i sm e t h o d s 1 4 2 2 3 h i g h p r e c i s i o nm o d e lb a s e do nd i s t r i b u t i o np a r a m e t e r 1 4 2 3 e f f e c t so f r e s i s t a n c ef o rc h a r a c t e r i s t i c so f e a r t hf a u l t 1 6 2 4 f r e q u e n c yc h a r a c t e r i s t i c so fe a r t hf a u l t 。1 7 2 4 1 n e u t r a lu n e a r t h e ds y s t e m 1 8 2 4 2 n e u t r a lb ya r cs u p p r e s s i o nc o i ls y s t e m 1 9 2 5 s u m m a r y ：! l c h a p t e i b s t u d yo f f a u l tl o c a t i o np r i n c i p l e ：! ： 3 1 f a u l tl o c a t i o nm e t h o df o rs i n g l ep h a s et oe a r t hf a u l t 2 2 3 2 f a u l tl o c a t i o np r i n c i p l ea n da l g o r i t h m 2 2 3 2 1 f a u l tl o c a t i o nb a s e do ns t a t i cs i n g l e s 。2 2 3 2 2 f a u l tl o c a t i o nb a s e do nt r a n s i e n ts i n g l e s 2 4 3 2 3 f a u l tl o c a t i o nb a s e do ns t a t i cs i n g l e sa n dt r a n s i e n ts i n g l e 2 6 3 3 f e a s i b i l i t ya n a l y s i s 2 6 c h a p t e r 4 h a r d w a r ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n 2 8 4 1 w h o l es c h e m ed e s i g n 2 8 i i l 山东大学硕士学位论文 4 2 s i g n a li n p u ta n dc o n d i t i o n i n gc i r c u i t 2 8 4 2 1 s i g n a li n p u ta n di n s u l a t e 2 8 4 2 2 s i g n a lc o n d i t i o n i n gc i r c u i t ：1 9 4 3 c h o i c eo fc h i p 3 0 4 4 j u n c t i o no f d s pa n dm c u ：；l 4 5 e x p a n do fr a ma n dd a t ef l a s h 3 2 4 6 p o w e rc i r c u i t 3 4 4 7 c o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c ec i r c u i t 3 1 ； 4 8 c o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c e ：；5 4 9 u a r tm o d u l ea n di t sp e r i p h e r a lc i r c u i td e s i g n 3 6 4 1 0 n e t w o r kc o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c e 3 7 4 11 m a n m a c h i n ei n t e r f a c e ：；8 4 1 2 e l a b o r a t eh a r d w a r ea n t i j a m m i n gm e a s u r e 3 9 c h a p t e r 5 s i m u l a t i o na n de x p e r i m e n tv e r i f i c a t i o n z 1 1 5 1 s i m u l a t i o nm o d e l 4 l 5 2 s i m u l a t i o nv e r i f i c a t i o n 4 1 5 2 1 n e u t r a lu n e a r t h e ds y s t e m 。4 2 5 2 2 n e u t r a lb ya r cs u p p r e s s i o nc o i ls y s t e m 4 4 5 2 3 a r cg r o u n d i n ga n di n t e r m i t t e n tg r o u n d i n gf a u l t 4 5 5 3 s u m m a r y 4 7 c h a p t e r 6 6 1 c o n c l u s i o n s 4 9 6 2 v i e w 5 ( ) r e f e r e n c e 5 1 a w | a r d s ：5 2 i v 吩 山东大学硕士学位论文 摘要 随着国民经济的不断发展，人们对供电可靠性的要求越来越高，电力系统需 要不断的改革与完善，传统电网亟待进一步提高，智能电网成了未来电网的发展 趋势。而自愈和快速自愈对智能电网的发展起到至关重要的作用。由于小电流接 地系统的独特运行特点，我国配电网多采用中性点非有效接地的运行方式( 不接 地，经消弧线圈接地) ，o p d , 电流接地的运行方式，其可以有效地提高自愈能力。 在配电网中，单相接地故障占故障总数的8 0 左右，如何快速有效地进行故障定 位成了电力系统的研究热点。目前提出的故障定位方法虽然可以在现场中得到一 定的应用，但是由于其可利用信号微弱或检测方法的限制，其现场成功率不是很 高，仍需要进一步研究。针对单相接地故障的快速可靠定位，本文综合了现有的 故障定位方法，阐述了一种可以更具有现场实用性的故障定位方法，以实现故障 的快速、可靠定位，保证供电可靠性，又可以减少因故障导致的国民经济损失。 本文阐述了配电网单相接地故障定位的基本原理、以及故障检测装黄的软硬件设 计方案。本系统综合了小电流接地故障选线以及定位的思想，本着先选线再定位 的原则来实现小电流接地故障的故障定位。首先确定故障线路，再将故障线路的 数据通过g p r s 无线通讯网络将故障信息上报到自动定位主站，主站利用相应的 故障定位算法确定故障所在的区段。通过该方法可以迅速的检测出故障点，以实 现对配电网线路故障的快速准确隔离，保证其安全性，减少国民经济损失。 与传统的故障定位方法相比，本方法综合了单相接地故障定位方法，并采取 稳态和暂态信息并用的方式进行故障定位，不仅可以有效地利用基于稳态信息定 位方法计算简单、可靠性高、可重复定位的优点，而且又同样适用于经消弧线圈 接地系统，具有更好的实用性。且利用g p r s 实现故障信息( 仅故障线路的信息) 的自动上报，降低了数据传输量，减少了故障的时间，节省了人力物力，有较大 的推广价值。因此利用该方法的故障定位方法不仅具有很高的实用性，更有广泛 的市场应用前景。 关键词：中性点非有效接地系统，单相接地故障，故障定位，无线通信 山东大学硕+ 学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fn a t i o n a l e c o n o m y , t h er e q u i r e m e n t f o r p o w e r d i s t r i b u t i o n r e l i a b i l i t y b e c o m e s h i g h e r a n dh i g h e r ，s ot h er e f o r m a t i o na n d i m p r o v e m e n to ft h ep o w e rs y s t e ma r en e e d e d e s p e c i a l l yt h et r a d i t i o n a ln e t w o r k t h e s m a r t 研di st h et r e n do ff u t u r en e t w o r k s e l f - h e a la n df a s ts e l f - h e a li st h ek e y f u n c t i o nt ot h e d e v e l o p m e n to fs m a r tg r i d b e c a u s eo ft h es p e c i a lo p e r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s n o n s o l i d l ye a r t h e dn e t w o r k ( i s o l a t e d ，p e t e r s e nc o i lc o m p e n s a t e do r h i g l lr e s i s t a n c ee a r t h e d ) i so p e r a t e di nd i s t r i b u t i o nn e t w o r k i tc a l li m p r o v et h e s e l f - h e a l i n gp e r f o r m a n c e i nd i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，t h ef a u l t sa r em o s t l ys i n g l ep h a s et o g r o u n df a u l t s i m m e d i a t e l y8 0 s of a s tl o c a t i o nb e c o m e st h ef o c u so fp o w e rs y s t e m n o ws o m eo ft h ef a u l tl o c a t i o nm e t h o d sa r eu s e di np r a c t i c e b u tt h es u c c e s sr a t ei s l o wa sar e s u l to fw e a ks i n g l e sa n dt h el i m i t a t i o no fd e t e c t i o nm e t h o d s s oi ti sn e e d e d t or e s e a r c h f o rt h ef a s ta n dr e l i a b l el o c a t i o no fs i n g l ep h a s et oe a r t hf a u l t t h i sp a p e r c o m b i n e dt h ed i s a d v a n t a g e so fe x i s t i n gl o c a t i o nm e t h o d sa n dp r o p o s e dal o c a t i o n m e t h o dw h i c hc a nu s e di np r a c t i c ea n dc a nr e a l i z et h ef a s ta n dr e l i a b l el o c a t i o ni n o r d e rt or e d u c et h ee c o n o m i cl o s s t 1 1 i sp a p e rp r o p o s e st h eb a s i cp r i n c i p l eo ff a u l tl o c a t i o na n dt h ed e s i g ns c h e m eo f f a u l td e t e c t i o n i tc o m b i n e st h ef a u l tl i n es e l e c t i o na n dl o c a t i o nt or e a l i z et h ef a u l t l o c a t i o n f i r s t l y , i ti sn e e d e dt od e t e r m i n et h ef a u l tl i n e ；s e c o n d l y , t h ed a t ao ff a u l tl i n e w i l lb eu p l o a d i n gt of a u l tl o c a t i o ns y s t e mb yg p r sw i r e l e s sn e t w o r k ，s oi tc a n d e t e r m i n et h ef a u l ts e c t i o na c c o r d i n gt ot h ef a u l tl o c a t i o nm e t h o d b yt h i sm e t h o d i t c a nr e a l i z et h ef a u l tp o i n tq u i c k l ya n di s o l a t et h ef a u l ta c c u r a t e l y s ot h ee c o n o m i c l o s sw i l lb er e d u c e d c o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a lf a u l tl o c a t i o n t h i sp a p e rc o m b i n e st h ef a u l t l o c a t i o nm e t h o d sf o rs i n g l ep h a s et oe a r t hf a u l ta n dt h em e t h o dw h i c hc o m b i n e sw i t h t h es t a b l ea n dt r a n s i e n ti n f o r i l l a t i o ni su s e df o rf a u l tl o c a t i o n t h i sc a nu t i l i t yt h e a d v a n t a g e so ff a u l tl o c a t i o nb a s e do ns t a b l ei n f o r m a t i o n 。s u c ha ss i m p l ec a l c u l a t i o n 1 l i 曲r e l i a b i l i t y , l o c a t i o nr e p e a t e d l ya n ds oo n ，t h em o s ti m p o r t a n ti st h a ti t c a n a p p l i c a b l et ot h ep e t e r s e nc o i lg r o u n d i n gs y s t e m f i n a l l y ，i to n l ya n a l y s i st h ed a t a f r o mt h ef a u l tl i n e s oi tc a ns a n et i m ea n dr e s o u r c e s i tw i l lb eu s e db r o a d l yi nt h e f u t u r e k e y w o r d ：n o n - s o l i d l ye a r t h e dn e t w o r k ；s i n g l ep h a s et oe a r t hf a u l t ；f a u l tl o c a t i o n ； w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n i i 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题研究的目的及意义 电力系统的安全稳定运行对国民经济和人民生活起到至关重要的作用。随着 社会、经济和科技的发展，人们对供电的可靠性以及电能质量的要求越来越高。 就目前的环境以及能源问题，提出的未来电网的发展趋势一智能电网，要求电 网具有智能化，即当故障发生时，可以达到快速自愈的效果以保证供电可靠性和 较高的电能质量，进而减少因故障造成的损失【l 】【2 】。 根据中性点接地方式的不同可将电力系统分为中性点有效接地系统和中性 点非有效接地系统。由于历史的原因以及具体条件的不同，各国家采用的接地方 式也有所不同，甚至同一国家，同一地区，同一电压等级都有可能采用不同的接 地方式。我国电网通常以1 1 0 k v 作为分界线，1 1 0 k v 及以上系统多采用中性点 有效接地的运行方式，3 - - 6 0 k v 采用中性点非有效地运行方式1 3 】。 中性点非有效接地系统指中性点不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地的系 统，也叫小电流接地系统。由于小电流接地系统的独特运行特性 4 1 ：发生单相 接地故障( 金属性接地) 时，非故障相相电压升高3 倍，系统的三相电压仍可 以保持对称，且线电压保持不变；继电保护装置可以不立即作用于跳闸，系统 可带负荷运行l 2 h ；故障电流主要由线路的电容电流构成，其幅值较小，所 以我国配电网多采用小电流接地系统的运行方式。虽然小电流接地系统可以带负 荷运行，但是由于线路所承受的电压由相电压变成了线电压，会对绝缘造成严重 损害，尤其是绝缘薄弱环节，有可能造成绝缘击穿，形成两相短路故障，扩大事 故，所以需要及时的查找出故障点，排除故障，以保证电网的安全稳定运行。但 配电系统自身结构复杂，种类繁多，存在大量的不稳定电弧或间歇性接地，配电 线路单相接地故障的故障定位问题一直没有得到妥善的解决【5 】【6 1 1 7 引，是困扰电 力系统生产的重要技术问题。因此，小电流接地系统线路故障的快速自动定位对 于提高供电可靠性、减少停电损失具有重要的意义。 目前对于故障分支及故障区段的定位，大都采用故障指示器法。但目前的故 障指示器多数只能检测相间短路故障无法检测单相接地故障，而且绝大多数故障 指示器还没有实现故障自动定位的功能，一旦发生故障无法自动上报故障点位 山东大学硕士学何论文 置，仍需要人工沿线查找故障点，不仅难度系数大，而且排查时间较长【9 】【10 1 。针 对上述问题，为了解决配电线路故障指示与定位的问题需要在线路上安装具有自 动上报故障信息功能的单相接地的故障指示器。通过故障指示器将故障信息经无 线g p r s 网络上报至监控中心自动定位系统主站，主站根据各故障指示器上报的 故障信息来实现故障区段的自动定位。因此通过利用g p r s 技术可以实现故障的 自动定位，既稳定可靠，又减少了查找故障的时间，对提高供电可靠性、减少停 电时间、减少停电损失都具有重要意义。 山东省昌邑市城市配电网也多采用中性点非有效接地运行方式，城市配网基 本实现了配电自动化，因此有必要开发基于故障指示器和f t u 的配电线路故障 自动定位系统，利用故障指示器和f t u 发送到自动定位系统主站的报警信息， 确定故障区段，实现接地故障的快速准确定位，这不仅满足了现代电网的发展需 求，也满足了对供电的可靠性的要求，同时可以减少因故障造成的国民损失。 1 2 国内外故障定位技术的发展现状 就故障定位来讲可以分为故障选线和确定故障点两个方面。由于小电流接地 系统选线技术已逐渐成熟，本文着重分析小电流接地故障时故障点的定位。早期 的故障定位方法首先采用人工拉路的办法来确定故障线路，再根据运行经验，由 巡线人员沿线通过肉眼观察来查找故障点，并最终排除故障。这种定位方法要求 巡线人员具有丰富的运行经验，这不仅消耗了大量的人力物力，还很难发现绝缘 子击穿、避雷器内部故障等隐蔽故障，而且由于配电系统结构复杂，地理环境恶 劣，使得故障定位时间较长，耽误了排除故障的时间，其准确性和可靠性也有待 提高，无法满足人们对供电可靠性的要求，因此亟待提出一种快速、准确、可靠 的故障定位方法【l o l 。 针对故障定位的要求，国内外众多学者对配电网故障定位做了大量研究，提 出许多单相接地故障定位的方法，如：注入法，行波法，故障指示器法，分段开 关定位法等。 1 2 1 国内故障定位方法研究现状 1 1“s 注入法 s 注入法可以将故障选线和故障定位结合起来一起实现的方法”1 5 1 。当 发生单相接地故障时，首先通过p t 中的“闲置 相和n 相向线路中注入特定频 2 山东大学硕士学位论文 率的电流信号，注入信号会沿着故障线路故障相流向故障点，通过信号探测器检 测每条线路，检测到注入信号的线路为故障线路，选出故障线路后，根据故障测 距算法，大致得到故障距离，再利用手持探测器沿线查找，断定信号的消失点为 故障点。现场运行中，为了避免工频对信号检测的干扰，注入信号的频率多选为 2 2 0 h z 。 该方法使用简单，不需要额外投入一定的设备，降低了成本，同时可适用于 中性点不接地及中性点经消弧线圈接地的系统，对只装设两相p t 或没有零序互 感器的场合也同样适用。但是，该方法注入信号的强度受电压互感器容量的限制， 频率不宜太高；尤其受过渡电阻和线路分布电容的影响；查找故障点所用的时间 较长，在此期间容易造成第二接地点，最终形成短路故障，扩大事故。 就目前大部分电力部门要求选出线路后立即停电，以防止事故扩大，需在停 电的状况下进行故障定位。此时上述“s 注入法不再适用。为此山东大学基于 上述定位方法的基础上提出了“直流开路、交流寻踪”的离线故障定位新方法【1 4 1 。 该方法需向停电后的线路加恒定的直流高压点以保持接地点的击穿，并在直流电 上叠加交流电用以检测信号用来确定故障点。但是此方法对高压直流的要求很 高，对于配电线路较长且气候干燥的地区，很多情况下没法击穿；该方法仍然受 过渡电阻和线路分布电容的影响；且需要大功率的一次设备，成本较高。 综上所述，虽然“s 注入法在现场有一定的应用，而且可以基本满足供电 的需求，但该方法的定位效果受线路的长短和过渡电阻的影响，在过渡电阻较大、 线路较长的场合，该定位方法不再适用。对于间歇性的接地故障，由于注入信号 的不稳定，给检测带来一定的困难，对于瞬时性故障和间歇性故障的检测效果不 佳。 2 ) 交直流综合注入法【1 6 1 1 7 】 通过配电网单相接地故障定位中过渡电阻及线路的分布参数对注入信号的 影响的分析发现定位的可靠性与所注入信号的频率成反比，与过渡电阻的大小成 反比，与线路的长度成反比。交直流综合注入法给出了电阻长度积的定义，即 过渡电阻与线路长度的乘积，单位为k f z k m 。用电阻长度积作为选用交流或直 流方法的依据。当电阻长度积较小时选用6 0 h z 交流注入信号，当电阻长度积 较大时选用直流注入信号。故障定位方法和“s 注入法相同。 山东大学硕七学位论文 首先该方法采用的6 0 h z 的交流注入信号较上述方法( “s 注入法) 的效果 增加3 倍以上，提高了定位的可靠性；其次直流注入信号在线路中传输没有衰减， 且不受过渡电阻、线路分支和线路分布电容的影响，较上述“s 注入法有一定 改进。但由于直流信号需要登杆，故存在一定的安全隐患，实际中多建议只在交 流失效的情况下才采用直流法确定分支，最后再在确定的故障区段上采用交流法 进行故障点的检测。该方法故障定位时间长，费时费力。在实际中，电阻长度 积的计算困难，且该方法不能够用于检测瞬时性故障和间歇性接地故障。 3 ) 中电阻法 该方法是通过在消弧线圈上旁并联一个适当阻值的电阻，电阻在故障时延时 投入。当发生瞬时性故障时，电阻不投入，当发生单相接地故障时，电阻才投入， 此时该电阻产生的有功电流仅流过故障线路，非故障线路与故障点下游均检测不 到故障电流，据此可以实现故障定位【1 4 】。故障定位的方法同“s 注入法和交直 流综合注入法相同。 该方法人为的增大了接地故障电流，使得接地点容易检测，目前与消弧线圈 配合使用，得到了比较理想的效果。但该方法所需的电阻的设计困难，所需投资 较高，且人为增大了接地电流，增大了系统安全隐患和对通讯系统的干扰，也不 利于人身安全。从某种意义上讲，该方法已经改变了中性点的运行方式，且其也 不适用于对瞬时性和间歇性接地故障的检测。 4 ) 行波法 行波法是利用行波在线路上的传输特点进行故障定位的方法【1 8 乏8 1 。现代行波 测距可以分为单端测距和双端测距两种。单端行波测距通过分析母线处电压或电 流行波，辨别来自故障点的反射行波，并利用电压或电流行波在母线与故障点之 间往返一次的时间差来计算测量点与故障点之间的距离。该行波可能是故障点产 生的行波，也可以是人为的在故障线路注入的行波信号。双端行波测距是通过在 线路两端同时检测初始电压或电流行波到达线路两检测点的时间差来计算故障 点位置。基于不同的实现方法，行波定位可以分为a 、b 、c 、d 、e 五种。 单端行波测距方法具有很高的准确性，但由于故障点的反射行波难以识别， 故其可靠性不高；双端行波测距方法只需要识别初始行波，具有很高的可靠性， 也可以单独使用，但其需要在线路两端均装设检测装置以及两端的时间需要精确 4 山东大学硕士学位论文 同步，而且需要两端装置交换数据的通道，成本较高。 行波法可以达到直接定位故障距离和故障分支，且不需要巡线、反应速度快。 但由于电压或电流行波受过渡电阻影响，遇到线路分支、混合线路后信号会严重 受影响，尤其是经线路电感和电容作用后，故障波头的识别更为困难，甚至无法 辨别。行波在混合线路上传输不仅其幅值会减弱而且传输速度亦不相同，故对故 障位置的估算亦会出现误差。因此行波法适用于分支线路少，距离长的高压输电 线路及中压配电网，不适用于线路短，分支多，结构复杂的配电线路。 5 ) 故障指示器法 故障指示器一般由电流、电压和时间检测、故障判据、故障指示驱动、故障 指示及信号输出和自动延时复位控制等部分组成【2 9 捌】。当线路发生单相接地故障 时，通过检测导线的空间电场电位梯度及电磁感应检测线路电压和电流的变化， 判断故障并给出故障指示。 应用于故障指示器中的单相接地故障的判据方法有很多，例如：零序电流幅 值法，该方法适用于中性点不接地的系统。当发生单相接地故障时，故障线路上 的工频零序电流是所有健全线路的零序电流之和，健全线路上的工频零序电流为 该线路自身的电容电流，故般情况下故障线路上零序电流的幅值比健全线路 的零序电流大，据此可以实现故障选线。零序电流比幅比相法，该方法首先选取 零序电流幅值较大的几条线路，比较其零序电流的相位，其中与其他线路电流相 位相反的线路为故障线路。基于工频零序电流的判据方法适合安装在变电所侧进 行故障选线，无法确定线路上具体的故障分支和故障区段，且不适用于经消弧线 圈接地的系统。 该方法结构简单，成本较低，便于安装，但受过渡电阻影响。目前，故障指 示器法主要用于短路故障，对于单相接地故障定位的效果不佳，而配电网的主要 故障为单相接地故障。 6 ) 其他方法【3 2 】 近年来，城市电网和农村电网都得到了很好的发展，配电自动化程度也得到 了相应的提高。大量f t u ( f e e d e rt e r m i n a lu n i t