摘要：小电流接地系统在国内配电网中已经得到广泛的普及，但是也是最容易出现单相接地故障的一种系统，所以怎样检测与辨识故障线路对配电网自动化研究来说具备极其重要的实际价值与意义。本文简要分析了小电流接地系统单相接地故障，并且深入剖析了三种单相接地方式，希望能够为今后相关研究提供切实可行的参考依据。
关键词：小电流；单相接地故障；故障选线方法
1.小电流接地系统单相接地故障分析
小电流接地系统出现单相接地故障的时候，因为大地和中性点之间并未直接电气连接，或是串联消弧线圈，所以短路电流并不大，而保护装置也不会出现动作跳闸的现象，这就使得系统运行的可靠性得到很大的提升。特别是产生瞬时故障的时候，短路点能够自动灭弧恢复绝缘，并不用采取任何人工措施，这就能够有效地减少用户短时停电的频次。出现单相接地故障之后，故障相对地产生的电压虽然由于接地显示为0，但是其他两相的对地电压就有极大的提升，可是就A,B,C三相来说，彼此间的线电压还是呈现非常对称的状态，并不会影响三相负荷的运行。
2.基于稳态量的故障选线方法
2.1零序电流比幅法
故障线路零序电流的幅值相较于非故障线路来说，要大一些，而零序电流比幅法其实就是这个特性来完成故障线路的筛选与排查的，能够运用在中性点不接地系统中。传统的方式就是运用电流继电器，倘若零序电流相较于继电器的整定值，要大一些的时候，显示故障线路，而继电器的整定值就应该避开本线路中可能产生的对地电容电流最大值；如今运用最为广泛的就是群体比幅法，使用微机技术采集，而且将接地母线上全部的出线零序电流都拿来进行对比，把最大的幅值线路排查出来，并且视为故障线路，其实此种方式并不完善，这主要是由于系统中极有可能出现某条线路的电容电流相较于其它线路电容电流的总和，还要大一些的现象，如此，词条线路出现接地故障的时候，就会产生拒动的问题。鉴于此，一般将单条线路上的零序电流幅值拿来，和其它线路上的零序电流幅值总和来展开对比分析，倘若能够找到幅值的大小一致的那条线路，也就是找到了故障线路。
2.2零序电流方向法
就中性点不接地系统来说，故障线路上的零序电流方向应该由线路一直到母线，但是正常线路上的零序电流方向就是由母线一直到线路。因此，抓住这一点，弄清楚零序电流流动的方向，就能够辨别故障线路。可是，倘若故障点与电流互感器之间的距离较长，并且整个线路较短的时候，就会使得零序电压与电流都比较弱，进而难以辨别方向。相较于幅值法，这种方法的灵敏性较强，可是，这种方法同样不能用在谐振接地电网的情况下。为了使得单相接地电容电流能够尽量降低随机性，并且降低来自于接地电阻、运行方法与负荷等方面的影响，于是微机选线原理就应运而生，这种原理就是将母线上的全部线路当作是同一个群体，在同一时间点对比群体中各个线路中获得的故障量，当然不外乎就是幅值与相位，倘若幅值比较大，而且相位和其它线路之间的差距很大，那么这条线路就是故障线路。
2.3零序有功分量法
零序电流有功分量法其实就是依据线路存在，而导致地电导和消弧线圈的电阻损耗，故障电流里面具备有功分量，进而对故障线路进行有效的排查。正常线路与消弧线圈两者的有功电流方向是一致的，并且均会在故障点处产生返回的现象；所以，相较于正常线路，故障线路有功分量会相对大一些，并且方向使不一致的，基于此，就能够有效排查出故障线路。
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3.基于暂态量的故障选线方法
小电流接地故障暂态电流的幅值相较于稳态对地电容电流来说，是其数值的几倍至十几倍，大约就是在数十A至数百A的范围之内，而且不会被消弧线圈所影响。所以，借助暂态信号来实现接地选线，这种方式不会像稳态选线法那样，具备较强的灵敏度，并且不会被消弧线圈所影响。暂态保护技术的重点其实就是有效提取接地电容电流暂态特征分量，并且有效构建暂态保护判据。但是，系统的运行模式、故障类别与故障形成的时间等各方面的因素均会在一定程度上影响暂态量的大小与成分。
4.基于现代信息融合技术的选线方法
4.1基于神经网络的融合选线方法
神经网络能够在解决建模困难的时候运用，并且能够在很大程度上强化模型精确度。在小电流接地系统中，故障选线的排查过程中，所获得的故障特性与故障选线最终结果间的关系非常复杂，并且是非线性关系，这就给数学模型的构建增加了很大的困难，因此就运用神经网络的方式，来深入地将故障选线模型描述出来是最好不过的。
4.2基于粗糙集的融合选线方法
在小电流单相接地系统中，故障选线方式非常多，并且适用的情况都各有不同，这种适用情况也叫做有效域，只有使得有效域得到明确，才能够多种有效域互补的方式并用。这时就可以运用粗糙集的原则，深入收集故障样本集的相关数据，进而使得有效域得到明确。这种方式的主要手段就是决策表，采取离散化的手段来地处理故障样本的相关数据，不断简化信息，并且最终得到有效的故障信号特性和选线方法两者之间的决策原则；借助概率的表达模式，来高效并且合理地处理不协调的决策原则。
5.结语
本文先是阐述了以稳态量为基础的故障选线方式，并且将有效的判据来作为稳态量的判据，大部分的故障在产生的时候，尤其是接地故障刚产生的时候，凭借稳态过程的单相接地保护系统，就能够排查出正确的故障线路。可是由于电弧的不稳定性会在很大程度上影响这一方法的实施，再加上这种方式不能用在消弧线圈接地电网的情况下，但是暂态信号选线的方式却不同，这两个缺点运用这种方式都能够很好地克服。可是，由于暂态过程可以说是极其短暂的，这就使得获取暂态信号的难度非常大，并且外界的因素会在很大程度上对这种方式形成干扰，尤其是在经高阻抗单相接地电网的情况下。鉴于此，再联系到暂态电流并不具备较大的幅值，信息融合技术的选线方式就应运而生。这种方式目前就理论层面上来说，成效还是非常显著的，可是还应该在实践中不断深入探索。为了可以提升故障线路排查过程中的精准度、有效性、可行性以及可靠性，笔者觉得可以从下面两个层面着手：
（1）强化装置的精准度，尤其是在NUGS故障零序电流相较于装置容许下限，还要小一些的情况下，装置的精准程度会在很大程度上影响故障排查的成效。
（2）不断创新、优化方法，计算稳态量与提取暂态量，都应该研究出切实可行的方式。尤其是选取算法的过程中，一定要最大化强化算法的容错性与抗干扰性，新兴数学工具与数字信号处理科技的高速发展与广泛普及，促进了方法的创新与优化。
参考文献
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论文作者:单荣荣,焦庆涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/10
标签：故障论文; 电流论文; 线路论文; 单相论文; 方式论文; 稳态论文; 方法论文; 《电力设备》2017年第34期论文;