配电网故障选线的原理分析综述
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TOC\o1-3\h\u25573配电网故障选线的原理分析综述 1
251171.1基于暂态信息的方法 1
264901.2基于稳态信息的方法 2
83921.3其他方法 5
1.1基于暂态信息的方法
（1）暂态零序电流法
内容原理：该方法通过分析正常线路与故障分线路首端零序阻抗的相频特性，得到系统中线路的特征频带。在该频带内，故障分线路的零序电流和正常线路相位相反且腹胀分线路的零序电流幅值最大，由此作为故障选线的选线判据。
特点：该方法在NES系统和NUS中均适用；但是特征频带是不确定的，具体特征频带视系统的故障情况和系统参数而变。
（2）暂态能量法
内容原理：当系统中产生单相接地故障时，把各分线路的电流和电压的零序分量乘积作积分构成一个新的能量函数，如下：
S0j(t)=0tu0(
其中i0、u0代表采样时间内的零序电流和零序电压。由上式可以看出，对正常线路有S0j0，而此时故障分线路的S0j0，数值为其他正常线路的总和，由此可以进行选线。
特点：此方法抗干扰能力强，不受暂态过程影响，在NES系统中准确性和灵敏性高，但此方法所依赖的零序电流中的有功部分在电路信息中占比不高，可靠性不高。
（3）小波分析法
内容原理：该方法是一种数据处理方法。在我们对系统的暂态信息进行研究分析时，利用频带和时间都有限的小波函数作为基波函数，不同于以往的稳态正弦函数，因此可以更好显示暂态信号特点，对线路中的突变信号和暂态微弱信号的捕捉能力强，灵敏度高。选择适合系统的小波函数对线路中的暂态零序电流信息进行变换，确定它的模极大值点，故障选线的判据则为模极大值的大小和极性。
特点：该方法抗干扰能力较强，但是该方法的难点在于如何选择合适的小波函数，可操作性不强。
（4）暂态行波法
内容原理：该方法利用单相接地故障发生时，故障点处电流与电压发生变化，向故障点两端发出电流行波的特点，通过技术手段提取各分线路暂态电流行波的初始波头，利用行波的幅值和方向作为故障选线的判据。
特点：目前已被应用于配电网，该法对波头的识别容易受电磁干扰，且在实际生活中的配电网通常分支多且复杂，选线效率并不理想。
（5）首半波法
内容原理：系统中产生单相接地故障发生后，利用接地点流回全系统对地电容电流导致故障分线路和安全线路中的零序电流方向相反的特征，可以进行故障选线。由于消弧线圈中电流经过暂态过程无法突变，消弧线圈不起作用。首半波法同时也适用于NES系统中。
特点：此方法同时适用于NES系统和NUS系统。当系统发生在相电压的峰值附近单相接地故障时此法的准确性和灵敏度较高；但在系统发生在相电压零值附近故障时，由于时间短、暂态分量小的特点，导致该方法的准确性和可靠性降低。
（6）衰减直流分量法
内容原理：当系统经历单相接地故障时，正常线路电流没有衰减的直流分量。但在暂态过程中，故障分线路的电流大部分为线路的电感电流，其衰减的直流分量较大，可以作为故障选线的选线判据。
特点：当系统经历单相接地故障时，衰减直流分量法的准确性和灵敏度较高；但是随电压接近峰值时，该方法的可靠性和灵敏度较低。
1.2基于稳态信息的方法
（1）谐波分量法
内容原理：系统发生单相接地故障时零序电流中含有奇次谐波和基波占主导地位的谐波信号，且在发生单相接地故障时故障分线路时零序电流的奇次谐波中5次谐波占比大，利用该特点可以实施故障选线。此法可以忽略NES系统中消弧线圈补偿对谐波的造成的影响，同样适用于NES系统。故障分线路的五次谐波幅值为各个正常线路五次谐波之和，五次谐波的相位在正常线路与故障线路间相反，从而可以作为选线判据。
特点：该方法在NES和NUS这两种系统中都可使用，但故障电流中的5次谐波分量含量占比不高，同时谐波分量易受测量精度和系统中其他谐波污染，导致选线精准性不高。有学者把各线路5次谐波分量平方求和，利用计算求出后的幅值比较，故障分线路的幅值最大，选线的精度得到了提高，但选线准确率依旧不高。
（2）零序电流比相法
原理内容：NUS系统在单相接地故障产生时，故障分线路的零序电流在方向与正常分线路恰好相反，即二者相位相差为180°。该方法利用上述特征实现故障选线。而与此同时，零序功率方向法以此方法为基础，选线依据是零序电流和零序电压的相乘的结果。
特点：该方法原理通俗易懂，易于现实操作；但零序电流的相位差别比较容易经不平衡电流的影响，导致选线判据不利于观察；而且在NES中有消弧线圈补偿时，由于存在补偿电流的影响，该方法无效。
（3）零序电流比幅法
原理内容：NUS系统在产生单相接地故障时，线路当前所有正常运行线路的对地电容电流幅值大小的总和为故障线路上的零序电流幅值，所以零序电流的幅值大小可以作为选线依据。
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