电电网故障网故障监测监测与定位与定位1a主要内容主要内容v 绪论绪论 v 电电力系力系统统故障分量基本理故障分量基本理论论 v 电电网故障网故障监测监测 v 输电输电网故障定位网故障定位v 配配电电网故障定位网故障定位2a参考参考书书v葛葛耀耀中中新新型型继继电电保保护护和和故故障障测测距距的的原原理理与与技技术术（第第2版版）西西安安：西西安安交交通通大大学学出出版版社社，2007 3a绪绪 论论4a电电力系力系统统构成构成发电发电发电发电用用用用电电电电输电输电输电输电变电变电变电变电配配配配电电电电RTURTURTURTURTURTU通信网通信网络络应应应应用服用服用服用服务务务务器器器器电电电电 网网网网 调调调调 度度度度5a电电力系力系统统构成构成水水库库GMM电电力网力网电电力系力系统统动动力系力系统统发电发电厂厂水水轮轮机机 发电发电机机变电变电所所升升压变压压变压器器电电力力线线路路变电变电所所降降压变压压变压器器用用户户用用电设备电设备6a电电 网网 ： 通通 常常 把把 由由 输输 电电 、 变变 电电 、 配配 电电 设设 备备 及及 相相 应应的的辅辅助助系系统统组组成成的的联联系系发发电电与与用用电电的的统统 一整体称一整体称为电为电力网，力网，简简称称电电网。网。 什么是什么是电电网网？7a电电力网力网v按按规规模划分模划分 远远距离距离输电输电网网 区域区域电电力网力网 地方地方电电力网力网8a远远距离距离输电输电网网地方地方电电力网力网区域区域电电力网力网110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV水力水力发电发电厂厂火力火力发电发电厂厂变电变电所所A：枢：枢纽纽变电变电所所C：地区：地区变电变电所所D：终终端端变电变电所所B：中中间间9a电电力网力网v按作用划分按作用划分 输电输电网网 配配电电网网10a电电力网力网特高特高压压(UHV)(UHV)：1000kV1000kV及以上及以上超高超高压压(EHV)(EHV)：330kV330kV，500kV500kV，750kV750kV输电输电网网配配电电网网高高 压压：220kV220kV高高压压：35kV35kV，66kV,110kV66kV,110kV中中压压：6kV6kV，10kV10kV，20kV20kV低低压压：380V/220V380V/220V交流交流直流直流特高特高压压(UHVDC)(UHVDC)：800kV800kV高高 压压(HVDC)(HVDC)：100kV100kV，500kV500kV 11a输电输电网接网接线线方式方式v交流交流输电输电网：一般采用多网：一般采用多电电源源环环网网结结构构 双端双端线线路路 T型型线线路（路（220kV） 带带串串联补偿线联补偿线路（路（500kV） 双回双回线线路路 输电电缆输电电缆（500kV海底海底电缆电缆） 架空架空线线电缆电缆混合混合输电线输电线路（路（220kV，500kV）v直流直流输电输电系系统统：采用点：采用点对对点接点接线线（带带接地极接地极线线路）路）12a变电变电站小站小电电流接地系流接地系统统接接线线方式方式进线进线1进线进线235kV配配电电网网35kV配配电电网网35kV II35kV I10kV配配电电网网10kV配配电电网网10kV I10kV II13a配配电电网接网接线线方式方式“手拉手手拉手”环环网接网接线线 单电单电源源辐辐射网接射网接线线v架空配架空配电电网接网接线线方式方式“手拉手手拉手”环环网接网接线线14av电缆电缆配配电电网接网接线线方式方式 单环单环网网配配电电网接网接线线方式方式15a 双双环环网网双射网双射网双射网双射网= 双射网双射网+双射网双射网v电缆电缆配配电电网接网接线线方式方式配配电电网接网接线线方式方式16a电电网故障网故障v故障原因故障原因 根本原因是根本原因是绝缘损绝缘损坏。坏。 1）架空）架空线线与与电缆电缆故障原因不同故障原因不同 2）输电输电网与配网与配电电网故障原因不同网故障原因不同v故障故障类类型型 架空架空线线：单单相接地、相相接地、相间间短路（接地）、断短路（接地）、断线线 电缆电缆：短路、开路：短路、开路v故障性故障性质质 架空架空线线：高阻：高阻/低阻，永久低阻，永久/瞬瞬时时 电缆电缆：低阻：低阻/高阻（泄漏、高阻（泄漏、闪络闪络性），一般性），一般为为永久性故障。永久性故障。 17a电电网故障网故障监测监测v基本概念基本概念 采采用用特特定定的的技技术术手手段段对对电电网网运运行行状状态态量量进进行行实实时时监监视视，旨旨在在判判断断电电网网是是否否发发生生故故障障，并并定定性性或或定定量量给给出故障信息。出故障信息。 定性故障信息：定性故障信息：故障故障类类型、故障性型、故障性质质、故障点所、故障点所处处范范围围等。等。 定量故障信息：定量故障信息：故障及其持故障及其持续时间续时间、故障点准确位置等。、故障点准确位置等。18a电电网故障网故障监测监测v故障故障监测监测内容内容 故障故障发发生生时间时间 故障故障线线路（路（选线选线，定位到故障，定位到故障线线路）路） 故障故障类类型（型（选选相）相） 故障性故障性质质（高阻（高阻/低阻，永久低阻，永久/瞬瞬时时） 故障持故障持续时间续时间 故障位置（定位到故障区段或故障点）故障位置（定位到故障区段或故障点） 故障故障录录波波 19a电电网故障网故障监测监测v故障故障监测监测基本算法基本算法 稳态稳态相量算法相量算法 故障分量算法故障分量算法 对对称分量算法称分量算法 功率算法功率算法 暂态暂态能量算法能量算法20a电电网故障网故障监测监测与与继电继电保保护护电电网网故障故障监测监测开关开关驱动驱动控制控制信号采集信号采集开关操作控制开关操作控制故障故障监测监测是是继电继电保保护护的的核心核心继电继电保保护护21a电电网保网保护护与故障信息管理系与故障信息管理系统统v故障故障录录波器及其波器及其联联网系网系统统 系系统结统结构、功能、特点、存在构、功能、特点、存在问题问题v继电继电保保护护与故障信息管理系与故障信息管理系统统 系系统结统结构、功能、特点、存在构、功能、特点、存在问题问题22a电电网故障定位网故障定位v基本概念基本概念 当当电电网网发发生生故故障障后后，采采用用特特定定的的技技术术手手段段（在在线线或离或离线线），定性或定量），定性或定量给给出故障点位置信息。出故障点位置信息。 定性的故障点位置信息：定性的故障点位置信息：故障故障线线路、故障区段等。路、故障区段等。 定量的故障点位置信息：定量的故障点位置信息：故障点坐故障点坐标标、故障距离等。、故障距离等。故障故障监测监测故障定位故障定位23a电电网故障定位网故障定位v输电输电网故障定位网故障定位 通通过专门过专门的在的在线线故障定位（故障定位（测测距）原理距）原理计计算出故障点到算出故障点到线线路末端的距离。路末端的距离。 （1）交流）交流输电线输电线路路 双端双端线线路路 T型型线线路路 带带串串联补偿线联补偿线路路 双回双回线线路路 输电电缆输电电缆 架空架空线线电缆电缆混合混合输电线输电线路路 （2）直流）直流输电线输电线路（含接地极路（含接地极线线路）路）24a电电网故障定位网故障定位v配配电电网故障定位（架空网故障定位（架空线线、电缆电缆、混合、混合线线路）路） 故障故障选线选线（定位到故障（定位到故障线线路，路，在在线线） 故障区段定位（定位到故障区段，故障区段定位（定位到故障区段，在在线线） 故障故障测测距（定位到故障点，距（定位到故障点，在在线线或离或离线线）25a电电网故障网故障监测监测与定位系与定位系统统v监测终监测终端端v通信网通信网络络v主站系主站系统统主站系主站系统统通信网通信网络络监测终监测终端端监测终监测终端端监测终监测终端端监测终监测终端端26a电电网故障网故障监测监测与定位与定位发发展概况展概况v继电继电保保护护（线线路、路、变压变压器）器）v故障故障录录波器及故障信息管理系波器及故障信息管理系统统v输电线输电线路故障定位（路故障定位（测测距）距）v配配电线电线路故障定位（路故障定位（馈线馈线自自动动化）化）v配配电线电线路故障路故障选线选线v配配电线电线路故障指示器及定位系路故障指示器及定位系统统v配配电线电线路故障路故障测测距距27a山山东东理工大学智能理工大学智能电电网研究中心成果网研究中心成果v在在利利用用暂暂态态（行行波波）信信号号的的电电力力线线路路故故障障监监测测与定位研究方面走在世界前列。与定位研究方面走在世界前列。v研究成果研究成果获获2007年度国家技年度国家技术发术发明二等明二等奖奖。28a电电力力线线路行波路行波故障故障测测距系距系统统29a山山东东理工大学智能理工大学智能电电网研究中心成果网研究中心成果小小电电流接地故障流接地故障监测监测（选线选线）系）系统统30a山山东东理工大学智能理工大学智能电电网研究中心成果网研究中心成果架空配架空配电电网自网自动动化系化系统统（具有故障区段定位功能）（具有故障区段定位功能）31a山山东东理工大学智能理工大学智能电电网研究中心成果网研究中心成果电缆电缆配配电电网自网自动动化系化系统统（具有故障区段定位功能）（具有故障区段定位功能）32a电电力系力系统统故障分量故障分量基本理基本理论论33a电电力系力系统统故障信息故障信息v电电力力系系统统的的故故障障是是通通过过故故障障信信息息来来表表征征的的。故故障障信信息息分分为为内内部部故故障障信信息息和和外外部部故故障障信信息息，其其中中蕴蕴涵涵故故障障发发生生时时间间、故故障障方方向向、故故障障类类型型、故故障障距距离离及及故故障障持持续续时时间间等等信信息息，因因而而是是区区别别正正常常运运行行状状态态与与故故障障状状态态最最本本质质的的特特征。征。v故故障障信信息息的的识识别别、处处理理和和利利用用一一直直是是继继电电保保护护及故障及故障测测距距发发展的基展的基础础。 34a故障分量的基本概念故障分量的基本概念v电电力力系系统统的的故故障障状状态态可可视视为为故故障障前前状状态态与与故故障障附附加加状状态态的的叠叠加加，其其中中故故障障前前状状态态可可以以是是各各种种非非故故障障状状态态，也也可可以以是是前前一一次次故故障障状状态态的的继继续续，而而故故障障附附加加状状态态则则是是由由当当前前故故障障所所激激发发的。的。v故故障障附附加加状状态态中中的的电电气气量量（电电压压、电电流流）称称为为故障分量。故障分量。 35a故障分量的基本概念故障分量的基本概念v 故故障障分分量量是是仅仅在在系系统统发发生生故故障障时时出出现现，而而在在系系统统正正常常运运行行及及不不正正常常运运行行时时不不存存在在的的电电气气分分量量，即即它它随随着着故故障障的的出出现现而而出出现现，随随着着故故障障的的消消失失而而消消失失。所所以以，故故障障分分量量的的存存在，是在，是电电力系力系统处统处于故障状于故障状态态的表征。的表征。v 故故障障信信息息实实际际上上蕴蕴涵涵于于故故障障分分量量之之中中，因因而而对对故故障障信信息息的的提提取取和和处处理理可可以以转转化化为为对对故故障障分分量量的的提提取取和和处处理理，即即通通过过故障分量来判故障分量来判别别故障方向、故障故障方向、故障类类型及故障距离等。型及故障距离等。 36a故障分量的基本概念故障分量的基本概念v应应用用故故障障分分量量构构成成继继电电保保护护动动作作判判据据时时，只只需需要要寻寻找找区区内内故故障障与与区区外外故故障障的的“差差异异”，而而不不必必考考虑虑正正常常及及不不正正常常情情况况，因因而而，保保护护具具有有较较高高的的灵灵敏敏度度，一一般般也也具具有有较较快快的的动动作作时时间间和和较较好好的的选选择择性性，不不必必采采用用振振荡荡闭闭锁锁等等防防止振止振荡时荡时保保护误动护误动的措施。的措施。37a故障分量的分析方法叠加原理故障状故障状态态故障前状故障前状态态故障附加状故障附加状态态38a故障分量的特点故障分量的特点v 非非故故障障状状态态下下不不存存在在故故障障分分量量，故故障障分分量量仅仅在在故故障障状状态态下出下出现现；v 故故障障分分量量独独立立于于非非故故障障状状态态，受受电电网网运运行行方方式式的的影影响响不不大（有一定的影响，但比大（有一定的影响，但比传统传统保保护护小）；小）；v 故故障障点点的的电电压压故故障障分分量量最最大大，系系统统中中性性点点处处故故障障分分量量电电压为压为零；零；v 保保护护安安装装处处故故障障分分量量电电压压电电流流之之间间的的关关系系，取取决决于于背背后后系系统统的的阻阻抗抗，与与故故障障点点的的远远近近及及过过渡渡电电阻阻的的大大小小没没有有关关系系（但但故故障障分分量量值值的的大大小小受受过过渡渡电电阻阻及及故故障障点点远远近近的的影影响响） 。39a故障分量的分故障分量的分类类v故故障障分分量量分分为为稳稳态态故故障障分分量量和和暂暂态态故故障障分分量量，二二者者都是可以利用的。都是可以利用的。v为为了了研研究究稳稳态态故故障障分分量量，输输电电线线路路模模型型取取为为集集中中参参数数模模型型就就可可以以了了，如如果果还还要要进进一一步步消消除除暂暂态态故故障障分分量量的的影影响响，除除了了采采取取滤滤波波措措施施以以外外，输输电电线线路路模模型型也要加以修正。也要加以修正。v为为了了研研究究暂暂态态故故障障分分量量，输输电电线线路路模模型型必必须须取取为为分分布布参参数数模模型型，如如果果还还要要进进一一步步考考虑虑线线路路损损耗耗及及参参数数的依的依频频特性，同特性，同样样要要对线对线路模型予以修正。路模型予以修正。40a故障分量的组成41a故障分量的利用上述上述这这些分量都可以用来构成些分量都可以用来构成继电继电保保护护：v ：即即故故障障分分量量中中的的工工频频分分量量，可可以以用用来来构构成成工工频频变变化化量量方方向向保保护护、工工频频变变化化量量距距离离保保护护、工工频变频变化量差化量差动动保保护护、零序保、零序保护护、负负序保序保护护等；等；v ：即即全全部部的的故故障障分分量量，可可以以用用来来构构成成电电流流突突变变量量起起动动元元件件、电电流流突突变变量量选选相相元元件件、方方向向行行波波元元件件、行波距离（行波距离（测测距）保距）保护护等；等；v ：暂暂态态分分量量中中的的高高频频部部分分，用用来来构构成成反反映映单单端端电电气量的气量的暂态暂态保保护护。42a故障分量的提取与识别方法 来来自自电电压压互互感感器器TV和和电电流流互互感感器器TA的的电电压压电电流流都都是是故故障障后后的的全全电电压压和和全全电电流流，构构成成反反映映故故障障分分量量的的继继电电保保护护时时，应应设设法法将将故故障障分分量量 从从全全电电压压和和全全电电流流中中提提取取出出来来。在在微微机机保保护护中中，故故障障分量的提取方法分量的提取方法为为（电电流）：流）： 43a故障分量的提取与识别方法通常情况下，取通常情况下，取n1、2或或4： n1： n2： n4：这这样样可可以以计计算算出出故故障障分分量量的的采采样样序序列列，利利用用微微机机保保护护中中的的各种算法可以求出其幅各种算法可以求出其幅值值、相位等特征量。、相位等特征量。 44a故障分量的提取与识别方法以以n2为为例，波形如下：例，波形如下：45a故障分量的应用v目目前前在在电电力力系系统统中中广广泛泛采采用用反反应应工工频频电电气气量量的的微微机机保保护护装装置置，这这类类装装置置利利用用了了由由稳稳态态故故障障分分量量构构成成的的电电流流元元件件、方方向向元元件件、选选相相元元件件和和距距离离元元件件等等分分别别构构成成不不同同原原理理的的保保护护，包包括括电电流流保保护护、方方向向性性保保护护、差差动动保保护护、距离保、距离保护护、纵联纵联保保护护及自适及自适应应保保护护等。等。v在在这这些些保保护护装装置置中中，暂暂态态故故障障分分量量被被视视作作干干扰扰和和噪噪声声而而被被滤滤除除，因因而而所所有有的的研研究究重重点点在在于于如如何何设设计计性性能能较较好的工好的工频滤频滤波器。波器。 46a故障分量的应用v随随着着电电力力系系统统输输送送功功率率的的不不断断增增加加，电电压压等等级级也也在在不不断断提提高高，系系统统的的暂暂态态稳稳定定性性问问题题也也日日趋趋严严重重，而而提提高高系系统统暂暂态态稳稳定定性性最最直直接接而而又又简简单单有有效效的的方方法法是是超超高高速速切切除除系系统统中中发发生生的各种故障的各种故障。v为为了了适适应应现现代代电电力力系系统统发发展展的的需需要要，研研究究超超高速高速线线路保路保护护具有十分重要的具有十分重要的现实现实意意义义。 47a故障分量的应用v由由于于电电压压等等级级的的提提高高，系系统统暂暂态态的的持持续续时时间间加加长长，故故障障后后的的一一次次波波形形严严重重畸畸变变，再再加加上上传传感感器器暂暂态态过过程程的的影影响响，使使得得基基于于工工频频电电气气量量的的继继电电保保护护需需要要采采用大量的用大量的滤滤波措施才能保波措施才能保证测证测量精度。量精度。v严严格格来来说说，故故障障信信号号为为一一非非平平稳稳信信号号即即时时变变信信号号，传传统统的的Fourier分分析析方方法法存存在在先先天天不不足足，因因而而常常规规保保护护不不能能较较好好地地解解决决可可靠靠性性与与速速动动性性之之间间的的矛矛盾盾，从从而很而很难满难满足超高速足超高速动动作的要求。作的要求。 48a故障分量的应用v20世世纪纪70年年代代以以来来，国国内内外外许许多多继继电电保保护护工工作作者者一一直直在在致致力力于超高速于超高速线线路保路保护护的理的理论论研究，并取得丰研究，并取得丰硕硕成果。成果。v这这些些研研究究工工作作完完全全摈摈弃弃传传统统的的继继电电保保护护思思想想，而而直直接接分分析析故故障障产产生生暂态暂态分量的特征以期从中提取出有用的故障分量的特征以期从中提取出有用的故障暂态暂态信息。信息。v研研究究表表明明，暂暂态态故故障障分分量量中中含含有有比比稳稳态态故故障障分分量量中中更更多多的的故故障障信信息息，且且这这些些信信息息不不受受系系统统振振荡荡、负负荷荷变变化化及及CT饱饱和和等等因因素素的的影影响响，从从而而为为继继电电保保护护理理论论的的发发展展开开辟辟了了一一条条新新的的途途径，径，这这就是反就是反应应故障故障暂态暂态信息的超高速信息的超高速继电继电保保护护。49a故障分量的应用v故故障障测测距距问问题题一一直直困困绕绕着着广广大大的的继继电电保保护护工工作作者者。传传统统的的阻阻抗抗测测距距法法以以及及基基于于单单端端信信息息的的故故障障分分析析法法只只能能通通过过计计算算测测量量回路的阻抗回路的阻抗实现实现故障故障测测距，距，这这不可避免地受不可避免地受过过渡渡电电阻阻的影响。的影响。v为为了了彻彻底底消消除除过过渡渡电电阻阻的的影影响响，必必须须能能够够准准确确获获得得线线路路两两端端的的系系统统参参数数，而而这这在在实实际际系系统统中中是是很很难难的的。基基于于双双端端信信息息的的故故障障分分析析法法不不受受过过渡渡电电阻阻的的影影响响，但但需需要要交交换换两两端端的的信信息息，而且两端的数据采集一般而且两端的数据采集一般还还要求能要求能够够同步。同步。v此此外外，上上述述测测距距方方法法均均受受传传感感器器误误差差的的影影响响，因因而而测测距距精精度度得不到保得不到保证证。 50a故障分量的应用v理理论论研研究究和和现现场场运运行行经经验验表表明明，从从暂暂态态故故障障分分量量中中提提取取出出来来的的故故障障行行波波信信息息可可以以用用于于故故障障测测距距，而而且且基基本本不不存存在在上上述述缺缺陷陷，完完全全可可以以将将故故障障距距离离定定位位到到一一个个杆杆塔塔之之内内（误误差差小小于于1km）。因因而而可可以以预预见见，反反应应故故障障行行波波信信息息的的故故障障测测距距技技术术必必将将成成为为快快速速、准准确确查查找找输电线输电线路故障点的有力武器。路故障点的有力武器。 51a故障分量的应用v在在暂态暂态故障分量中，最引人注目的莫故障分量中，最引人注目的莫过过于于行行波分量波分量，迄今，迄今为为止的止的绝绝大多数超高速保大多数超高速保护护及及高精度故障高精度故障测测距原理都是基于行波理距原理都是基于行波理论论提出提出的。的。52a故障分量的应用v利利用用暂暂态态故故障障分分量量的的小小电电流流接接地地故故障障定定位位（选选线线）技技术术可可望望彻彻底底解解决决长长期期困困扰扰电电力力部部门门的小的小电电流接地故障定位流接地故障定位问题问题。53a进线进线1进线进线235kV配配电电网网35kV配配电电网网35kV II35kV I10kV配配电电网网10kV配配电电网网10kV I10kV II54a电电网故障网故障监测监测55a电电网故障网故障监测监测v基本概念基本概念 采采用用特特定定的的技技术术手手段段对对电电网网运运行行状状态态量量进进行行实实时时监监视视，旨旨在在判判断断电电网网是是否否发发生生故故障障，并并定定性性或或定定量量给给出故障信息。出故障信息。 定性故障信息：定性故障信息：故障故障类类型、故障性型、故障性质质、故障点所、故障点所处处范范围围等。等。 定量故障信息：定量故障信息：故障及其持故障及其持续时间续时间、故障点准确位置等。、故障点准确位置等。56a电电网故障网故障监测监测v故障故障检测检测启启动动元件元件v故障方向故障方向检测检测元件元件v故障故障选选相元件相元件v距离元件距离元件v输电输电网故障定位网故障定位v配配电电网故障定位网故障定位v电电网故障网故障监测监测基本算法基本算法57a故障启故障启动动元件元件58a故障启故障启动动元件元件59a故障启故障启动动元件元件60a故障方向故障方向检测检测元件元件正方向故障正方向故障反方向故障反方向故障61a故障故障选选相元件相元件（1）意）意义义有助于投入故障特征最明有助于投入故障特征最明显显的阻抗的阻抗测测量元件；量元件；可用于可用于选选相跳相跳闸闸。62a故障故障选选相元件相元件（2）选选相算法的基本原理相算法的基本原理突突变变量量电电流流选选相相 单单相相接接地地故故障障：两两个个非非故故障障相相电电流之差流之差为为零。零。63a故障故障选选相元件相元件（2）选选相算法的基本原理相算法的基本原理突突变变量量电电流流选选相相 两两相相不不接接地地短短路路：非非故故障障相相电电流流为为零零，两两个个故故障相障相电电流之差最大。流之差最大。64a故障故障选选相元件相元件（2）选选相算法的基本原理相算法的基本原理突突变变量量电电流流选选相相 两相接地短路两相接地短路：两个故：两个故障相障相电电流之差最大。流之差最大。65a故障故障选选相元件相元件（2）选选相算法的基本原理相算法的基本原理突突变变量量电电流流选选相相 三相短路三相短路：三个相：三个相电电流差的有效流差的有效值值均相等。均相等。66a故障故障选选相元件相元件（2）选选相算法的基本原理相算法的基本原理突突变变量量电电流流选选相相67a故障故障选选相元件相元件（2）选选相算法的基本原理相算法的基本原理对对称分量称分量选选相相 基基本本思思路路：首首先先通通过过检检测测是是否否同同时时存存在在零零序序电电流流和和负负序序电电流流分分量量来来区区分分相相间间短短路路和和接接地地故故障障。对对于于接接地地故故障障，可可通通过过比比较较零零序序电电流流和和负负序序电电流流之之间间的的相相位位差差进进一一步步区区分分单单相相接接地短路和两相接地短路。地短路和两相接地短路。68a故障故障选选相元件相元件（2）选选相算法的基本原理相算法的基本原理对对称分量称分量选选相相69a距离元件阻抗判据距离元件阻抗判据距离元件距离元件动动作条件：作条件：70a距离元件阻抗判据距离元件阻抗判据距离元件距离元件动动作条件：作条件：71a距离元件距离元件电压电压判据判据Z set定定义义：72ak1zZ setk2k3(a)(b)(c)(d)距离元件距离元件电压电压判据判据73av保保护护区内区内k1点故障：点故障：v保保护护区外区外k2点故障：点故障：v保保护护区反向区反向k3点故障：点故障： 距离元件距离元件电压电压判据判据74a保保护动护动作判据：作判据： 满满足足该该条件，条件，说说明明为为区内故障，否区内故障，否则为则为区外故障。区外故障。距离元件距离元件电压电压判据判据75a输电输电网故障定位网故障定位76a配配电电网故障定位网故障定位77a配配电电网故障定位网故障定位78a故障故障选线选线v大大电电流接地系流接地系统统 线线路路保保护护装装置置能能够够可可靠靠检检测测被被保保护护线线路路发发生生的的各种各种类类型故障，故无需配型故障，故无需配备单备单独的独的选线设备选线设备。v小小电电流接地系流接地系统统 线线路路保保护护装装置置只只能能可可靠靠检检测测被被保保护护线线路路发发生生的的相相间间故故障障，而而不不能能检检测测单单相相接接地地故故障障，故故需需要要配配备备单单独的独的选线设备选线设备。79a小小电电流接地系流接地系统统中性点不接地（中性点不接地（绝缘绝缘）系）系统统IL谐谐振（消弧振（消弧线线圈）接地系圈）接地系统统80a小小电电流接地系流接地系统统的的优优点点v避免接地故障跳避免接地故障跳闸闸，提高供，提高供电电可靠性。可靠性。大大部部分分情情况况下下，接接地地电电弧弧能能够够熄熄灭灭，电电网网自自动动恢恢复正常运行。复正常运行。v接地接地电电流小，可防止事故流小，可防止事故进进一步一步扩扩大。大。81a小小电电流接地系流接地系统统存在的存在的问题问题v单单相相接接地地故故障障会会导导致致非非故故障障相相电电压压升升高高，危危害害电电网网绝缘绝缘。一一般般情情况况下下，单单相相接接地地引引起起非非故故障障相相电电压压升升高高1.732倍。倍。接接地地点点间间歇歇拉拉电电弧弧，线线路路电电容容反反复复充充放放电电，电电压压升高可达升高可达3.5倍。倍。v接接地地电电弧弧长长期期存存在在，可可能能烧烧坏坏接接地地点点绝绝缘缘，造造成成相相间间短路故障，短路故障，导导致保致保护护跳跳闸闸。82a小小电电流接地系流接地系统统存在的存在的问题问题v继电继电保保护护配置困配置困难难单单相相接接地地故故障障电电流流微微弱弱，接接地地电电弧弧不不稳稳定定，接接地地故障故障选线选线的的问题问题一直没有得到很好地解决；一直没有得到很好地解决；小小电电流接地故障流接地故障选线难选线难，主要，主要难难在在谐谐振接地系振接地系统统；许许多多供供电电部部门门仍仍然然采采用用拉拉路路法法选选择择接接地地线线路路。供供电电瞬瞬时时中中断断，影影响响用用户户用用电电设设备备正正常常工工作作，甚甚至至可能造成停可能造成停电电事故。事故。83a小小电电流接地系流接地系统统新技新技术术v消弧消弧线线圈自圈自动调谐动调谐技技术术 可可以以精精确确地地补补偿偿电电容容电电流流，使使接接地地点点电电流流尽尽可可能的小，提高了能的小，提高了电电弧自弧自动动熄熄灭灭的几率。的几率。v利用利用暂态暂态行波的小行波的小电电流接地故障流接地故障选线选线保保护护技技术术v利用利用暂态暂态行波的小行波的小电电流接地系流接地系统统故障定位技故障定位技术术v利利用用暂暂态态行行波波的的小小电电流流接接地地系系统统瞬瞬时时性性故故障障监监测测技技术术84a小小电电流接地故障仿真流接地故障仿真110KVRfl2=6kml3=9kml4=12kml5=15kml6=20kml1=3kmZL10kVTY Y0LNRLK中性点不接地和中性点不接地和经经消弧消弧线线圈接地系圈接地系统统仿真模型仿真模型 85a中性点不接地系中性点不接地系统统仿真仿真结结果（果（1）不接地系不接地系统统故障故障时时零模零模电压电压和各条出和各条出线线零模零模电电流流 86a中性点不接地系中性点不接地系统统仿真仿真结结果（果（2）零模零模电压电压和各出和各出线线零模零模电电流的流的暂态暂态放大放大图图 87a中性点不接地系中性点不接地系统统仿真仿真结结果（果（3）零模零模电压电压和各出和各出线线零模零模电电流的特征分量流的特征分量 88a中性点中性点谐谐振接地系振接地系统统仿真仿真结结果（果（1）40 50 60 70 80 90 100 110 120-10 0 10 Time/msZero voltage/ k V40506070809010011012050050Time/msZero currents/A消弧消弧线线圈接地系圈接地系统统故障故障时时零模零模电压电压和各条出和各条出线线零模零模电电流流 89a中性点中性点谐谐振接地系振接地系统统仿真仿真结结果（果（2）4850525456586010010time/msZero voltage/KV4850525456586050050time/msZero currents/A故障线路健全线路零模零模电压电压和各出和各出线线零模零模电电流的流的暂态暂态放大放大图图 90a中性点中性点谐谐振接地系振接地系统统仿真仿真结结果（果（3）52545658606264-50510time/msSFB of zerovoltage/KV-50050SFB of zerocurrents/A故障线路健全线路52545658606264time/ms零模零模电压电压和各出和各出线线零模零模电电流的特征分量流的特征分量 91a过过零故障仿真零故障仿真结结果（果（1）经经消弧消弧线线圈接地系圈接地系统统相相电压过电压过零故障零故障时时零模零模电压电压、电电流信号流信号 92a过过零故障仿真零故障仿真结结果（果（2）零模零模电压电压和各出和各出线线零模零模电电流的特征分量流的特征分量 93a故障故障监测监测基本算法基本算法v 稳态稳态相量算法相量算法v 故障分量算法故障分量算法v 对对称分量算法称分量算法v 功率算法功率算法v 暂态暂态能量算法能量算法94a傅里叶算法傅里叶算法 基基本本思思路路来来自自傅傅里里叶叶级级数数。假假定定被被采采样样的的模模拟拟信信号号x(t)随随时时间间周周期期性性变变化化，则则可可以以表表示示为为（傅傅里里叶叶级级数）：数）： 95a傅里叶算法傅里叶算法 信号中的基波分量可以表示信号中的基波分量可以表示为为： 合并正、余弦合并正、余弦项项，可写，可写为为：96a傅里叶算法傅里叶算法 在微机保在微机保护护中采用离散算法：中采用离散算法：97a傅里叶算法傅里叶算法 傅傅里里叶叶算算法法对对工工频频之之外外的的直直流流以以及及其其他他各各次次谐谐波波的的响响应应为为零零，因因此此具具有有良良好好的的滤滤波波特性。特性。 实实际际的的故故障障信信号号中中存存在在衰衰减减的的直直流流分分量量（非非周周期期分分量量），影影响响傅傅里里叶叶算算法法的的工工频频量量计计算算精精度度。由由于于衰衰减减直直流流分分量量包包含含小小于于工工频频的的低低频频分分量量，由由此此引引起起的的误误差差对对一一般般保保护护来来说说是可以接受的。是可以接受的。98a最小二乘方算法最小二乘方算法v基本思想基本思想 将将输输入入的的暂暂态态电电气气量量与与一一个个预预设设的的含含有有非非周周期期分分量量及及某某些些谐谐波波分分量量的的函函数数按按最最小小二二乘乘方方（或或称称最最小小平平方方误误差差）的的原原理理进进行行拟拟合合，使使被被处处理理的的函函数数与与预预设设函函数数尽尽可可能能逼逼近近，从从而而可可求求出出输输入入信信号号中中基基频频分量的幅分量的幅值值和相位。和相位。99a谢谢 谢谢!100a