摘要：当发生小电流接地故障时，并不会对电网的正常运行产生太大的影响，但是，如果产生过电压，将会在很大程度上危害电网绝缘，在引起短路故障的情况下，很容易扩大事故。因此，发生这一情况时，需要及时选出故障线路，以便工作人员能更好地处理。小电流接地系统的故障线路定位难度比较大，不仅因为故障信号微弱，还因为故障电弧的稳定性不好。这个问题受到了有关部门和人员的高度关注。目前，我国一些供电部门在检测其故障位置时，依然沿用传统的人工巡检法，这种方法花费的时间太长，需要引进先进的方法进行检测。只有这样，才能提高系统故障定位的准确性，节省时间。
关键词：小电流接地故障；无功功率；选线新方法
1现状分析
目前，小电流接地系统选线技术在很多方面都有一定的应用，但每种方法的有效性存在一定的差异。其中，基于稳态量的故障选线技术是一种较早的故障选线方法。该装置主要由谐波信号构成。在小电流接地系统运行发生故障时，故障的稳态信号会减弱，与稳态电流将减小到小于20A。在这一点上，它是员工识别和提取故障信号的困难，所以很多故障选线技术无法实现预期的效果时，正式使用。近年来，最常用的方法是基于暂态选线技术。该工艺在使用过程中不受消弧线圈的影响，效果较好。同时，结合人工智能和相关的数学工具，如选线技术是一种很好的方法，提高了故障特征提取的精度在很大程度上，而且在使用过程中，受到各种因素的影响，需要继续在今后的工作中，为了获得更大的突破。
2T和CT极性对暂态功率选线的影响
暂态功率选线法作为暂态选线的典型方法，具有许多优点。它只需检测线路的暂态电压、暂态电流信息就可以确定故障线路，无需和其他线路进行比较，具有自具性。可以解决两出线系统接地故障问题，检测出母线故障等。
2.1暂态无功功率方向选线原理
当系统发生单相接地故障时，系统的暂态无功功率方向是不同的，健全线路的无功功率从母线流向线路，故障线路的无功功率从线路流向母线，因此可以通过无功功率的方向来区分故障线路和健全线路。对于工频无功功率来说，通过工频电流电压的幅值相位关系就可以解得无功功率的值。但是对于暂态无功功率来说，暂态信号一般是非正弦信号，是一系列不同频率信号的叠加，不具备严格意义上的相位概念，因此不能用传统意义上的功率算法。暂态功率选线法通过对母线暂态零序电压0ut进行Hilbert变换，再求其与暂态零序电流0kit在暂态过程持续时间T内的平均功率作为该出线的暂态无功功率。采用公式(1)计算各出线暂态无功功率，然后根据各出线暂态无功功率判断该出线是否为故障线路。
其CT反接情况都会影响该出线的暂态功率。
根据暂态无功功率选线原理，在存在CT反接的情况下，暂态功率为负值的出线可能多于1条(n2>1)，包括CT反接健全出线和故障出线，选线装置将从中任选1条为故障线路，即可能出现误选;如果暂态功率为负值的出线仍然小于2条(n2<2)，说明故障线路CT反接(n2=0)或母线接地故障某一健全线路CT反接(n2-1)，则必然是误选。
以n=5为例。1)母线接地时:1≤nl≤5，将选择其中一个CT反接的出线为故障线路，必定误选;2)出线接地时:①n1=1且为故障线路CT反接，所有出线暂态功率大于零，判断为母线接地，必定误选;②1<≤n1≤4且故障线路CT反接，则只有CT反接的健全线路暂态功率小于零，将从中随机选择故障线路，必定误选;③2≤nl≤5且故障线路CT极性不反接，则CT反接健全线路和故障线路的暂态功率均小于零，将从中随机选择故障线路，误选概率为nl/（nl+1）。
因此，仅利用暂态无功功率的方法受PT,CT极性反接情况的影响，选线可靠性降低。
3综合暂态与工频功率方向的选线方法
3.1PT和CT极性反接对工频无功功率的影响
在谐振接地系统中，由于消弧线圈一般处于过补偿状态，故障线路是由线路流向母线的工频感性电流，和健全线路由母线流向线路的工频容性电流可以认为流向是相同的。在消弧线圈全补偿状态或者欠补偿状态且补偿电流与系统对地电容电流差值小于故障线路本身的电容电流时，故障线路和健全线路都是由母线流向线路的工频容性电流。因此，根据工频功率计算公式可知故障线路和健全线路的工频功率的流向是一样的。
当不存在CT反接(n1=0)时，其二次侧电流幅值极性正常。因此，可知所有线路的工频功率流向是一致的，为正值。当有1条或多条出线CT反接(n1≥1)时，其二次侧电流幅值不变但极性相反。因此，，反接出线的工频功率幅值不变但极性相反。当CT极性情况不确定时，根据工频功率计算当CT无反接(n1=0)时，所有出线工频功率均为正值；当CT有反接(n1≥1)时，则反接出线工频功率为负值，而未反接出线仍然为正值。因此，工频功率方向只与CT是否反接有关，而与是否为故障线路无关。
3.2暂态无功功率方向选线新方法
当出线CT极性无反接时，所有出线的工频无功功率为正；当某出线CT极性反接时，该出线的暂态无功功率和工频无功功率同时改变符号(同时乘以-1)，工频无功功率必定为负。因此，无论CT极性是否反接，用工频无功功率符号函数乘以暂态无功功率，将使暂态无功功率保持本来数值，进而可利用修正后的暂态无功功率进行选线。
4结论
利用故障暂态无功功率进行故障选线，此方法不受消弧线圈补偿的影响，但受现场普遍存在的PT和CT极性反接或不确定的影响，使得暂态无功功率计算错误，容易发生误选，且误选概率随出线数量的增加而增加。对于过补偿、全补偿以及欠补偿时补偿电流与系统电容电流的差值小于故障线路本身的电容电流时的谐振接地系统，可以利用工频无功功率的方向函数对暂态无功功率的方向进行修正，求出修正后的暂态无功功率。如果修正后的暂态无功功率为正值，那么该线路为健全线路；如果修正后的暂态无功功率为负值，那么该线路为故障线路；如果所有出线修正后的暂态无功功率都为正值，则为母线接地故障。
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论文作者:徐玉涛,刘玮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：功率论文; 故障论文; 线路论文; 电流论文; 极性论文; 母线论文; 流向论文; 《电力设备》2017年第30期论文;