配电线路故障检测及故障选线研究的国内外文献综述

1.1国内外配电线路故障检测方法的研究与发展

各个国家的专业研究人员根据其本国实际的的配电系统运行状况，研究出了各种实施故障选线的的方法。俄罗斯的配电网大部分采用的是中性点经消弧线圈接地的方式（neutral?resonant?grounding?system以下简称NES）和中性点不接地的方式（neutral?un-grounding?system以下简称NUS），他们进行配电线路故障的选线大多使用零序功率方向、零序过电流、群体比幅等方法。日本配电网一般采用的是NUS以及中性点经大电阻接地的接地方式，其实施配电线路的故障选线主要依靠监测基波功率的流动方向。德国和法国大多采用NES,通过Prony算法、小波变换算法、以及首半波法、暂态信息等实施配电线路的故障选线。

我国配电线路一般采用的是小电流接地系统（即NUS与NES）。

我国对配电线路发生故障时的故障选线的问题也很重视,经过系统性的研究也有许多建树，提出过许多解决方法，如稳态和暂态分量法、多种判据融合法、注入信号法等。基于暂态的选线方法有:小波变换法、行波法、能量法等;除此之外，基于稳态的选线方法有:比幅比相法、五次谐波法、有功分量法、零序导纳法等。最近几年，随着其他学科的发展，专家们提出了多判据融合法。其主要是引入人工神经网络等诸多学科理论，把原先单一的选线判据融合起来进行分析，从而进一步提高配电线路故障选线的选线精度。

1.2配电线路在线监测系统的发展现状

利用设备系统化地监测配电线路的想法最早由国外提出，国外研究起步较早，著名的是美国的长岛照明公司研发的智能配电自动化系统,其先进的设计和电力管理模式大大增加了电网的安全性和稳定性，得到了优良的经济效益和良好的口碑。

但是通过国内研究人员长时间的努力与追赶，我国逐渐在该领域追赶上国外并处于世界领先地位。在上世纪四十年代,模拟电子技术的发展极大地帮助我们建立了早期的监测系统，但受制于当时的技术发展,当时研发的旧型监测系统无法做到实时、准确地进行线路故障的报警，发生误报或者错报的时候会对整个电力系统的运行造成严重的影响并危害运行安全。

自上世纪八十年代以来，微电子技术逐渐进入我国研究人员的视野。自此，集成电路和微处理器技术在今后的电力行业中的作用越来越大，提升了整个配电系统的自动化水平，从此进入智能化配电系统时代。与早期的监测系统相比，参数测量精度和故障响应速度有了明显提升，并且兼备测量、计算、管理和控制环节，使得整个系统的可靠性、稳定性显著提高。但是此时的系统中各设备之间的通信存在缺陷，使得整个系统的信息交互和界面较为落后。

进入21世纪后，计算机技术和通信网络蓬勃发展，新时代的研究员们把这些先进的技术运用到之前的监测系统中，不仅解决了老旧的电力监测系统存在的大部分问题，还提高了整个配电网的智能化和自动化水平，为我国电网的智能化进程做出了举足轻重的贡献。

1.3影响配电线路故障选线准确性的原因

在我国，小电流接地系统经过了漫长时间的发展，故障选线理论比较成熟，很多各种各样的故障选线装置在配电网中逐渐被应用。选线装置可以在线路发生故障时实施故障选线，但偶尔也不可避免地出现一些问题，比如误判或无法检测到等，发生上述问题的原因是因为装置本身存在弊端。因此本文对干扰选线准确性的主要原因进行概述，主要分为以下三大类：

(1)故障信号不明显

目前的大部分故障选线装置大部分都是采集各分线的零序电流，而配电系统发生单相接地故障时该系统的电容电流为零序电流，该电流数值较小，一般在规程里要求小于10A。如果超过10A，一般改采用NES系统，使接地电流更微弱，难以测量。另外在电网运行中，线路中的零序电流受负荷的不平衡的影响很大。如若零序电流互感器离故障点有一定距离，线路中的零序电流的变化也会变得十分微弱，基本无法在早期检测到。故障信号在暂态过程中明显，但是暂态特征信号持续时间短，因此很难检测。

(2)故障信号不稳定

配电线路的网络结构一般十分复杂，接地故障类型也不同，有些是间断性接地，有些是持续性接地。在这其中，发生持续性接地故障的系统故障信号稳定，选线装置容易采集数据进行准确的分析从而实施故障选线。而间断性接地故障的故障信号不稳定，影响选线装置采集数据，从而影响故障选线，使选线装置无反应或进行错误选线。很多选线装置会在量产前经实验室检测，但实验室产生的模拟信号一般为持续性故障，所以接地信号比较稳定，一旦应用到日常生活中的配电网中，一部分存在间断性接地故障选线缺陷的选线装置则无法发挥作用。

（3)影响故障选线的其他因素

除上述两类外，还有其他种种影响配电线路故障选线的因素，譬如选线装置灵敏度较低，采集的数据精度低，配电网结构复杂，人工操作影响选线判断等。很多选线装置的选线理论十