基于参数识别法小电流接地选线的研究

白锐+杨忠君

摘 要： 介绍和比较当前小电流选线装置的基本选线装置的选线算法，并提出参数识别法理论应用于小电流选线。

关键词： 小电流接地选线；参数识别法；信息融合

1 小电流选线原理现状

对线路接地进行监测的装置称为小电流接地选线装置。通常采用的算法主要以下几种。

1.1基于故障稳态信息的选线方法[1]

基于故障稳态信息的选线方法主要有：1、零序功率算法；2、故障线路零序电流最大原理；3、零序电流群体比幅比相法。

这几种方法各有各的优缺点，其中零序电流群体比幅比相法，充分利用了故障信息之间的联系，将孤立的故障信息融合比较，大大提高了选线正确性。 但是当系统的中性点经消弧线圈接地时，由于消弧线圈对故障线路电流的补偿作用，此时群体比幅比相算法就不适用了。

1.2基于故障暂态分量的选线方法

1、首半波算法；2、暂态特征频段的选线原理；3、小波分析法。

暫态分量既适合于中性点不接地系统也适用于谐振接地系统。近年来，小波分析方法引入后，使得基于暂态分量的方法日益受到广泛关注。但是暂态分量信号频率较高，处理数据量大，对采样频率和运算速度有很高的要求，选线准确率有了较大提升。

1.3其他方法。

注入信号法，这种方法的缺点是构成较复杂，投资大，目前已基本淘汰。

2、参数识别法

为进一步提高选线准确率，现研究基于参数识别的算法，实际配电网线路多呈树形结构，带很多分支。这些分支线路以及负荷变压器、负荷开关后线路等元件的分布电容对线路负荷侧的对地支路是有一定影响的，把这些影响等效成一个量值未知的电容叠加到线路Π模型负荷侧的对地电容C02上。线路Π模型母线侧的对地电容C01取一个定值（典型值取为线路本身对地电容的一半）作为已知量。这样，线路的Π模型两侧对地电容值就不再相等，且有C01

算法实现：

先采用数字滤波器，剔除电气量中起干扰作用的谐波分量，以提取符合数学模型的电气量分量，即提取Π模型适用频带内的电气量分量。具体见滤波器设计一节。

5）实际选线装置中应用D-S证据理论，故障信息融合连续选线技术就是将接地故障持续过程中的数据进行融合，分别计算出单次故障度和连续故障度，通过分析得出最可靠的选线结果。只要故障没有消失，选线结果就不断地进行刷新。使用故障信息融合连续选线的优势是：面向全局获得故障信息，少数受到严重干扰而导致误选的信号不会对选线结果造成重大影响，保证了选线结果更加准确。

3结论

参数识别法利用了频带范围内含有丰富故障信息的所有故障暂态信号，避免了谐波分量提取的误差，保证了原始数据的可靠性；避开了直接对电气量进行比较，而是在最小二乘意义下对线路模型的一个参数进行辨识，这个参数是相对固定的，不随过渡电阻大小等外界因素变化，健全线路和故障线路区别明显而且稳定，不受消弧线圈和间歇电弧等故障随机因素的影响；具有自举性，不需要进行群体比较，各线路选线独立进行，因此可以和馈线保护合为一体，满足了自动化的要求。另外利用积分计算待求方程系数，可降低不符合模型的高频分量的影响，降低对低通滤波器性能的要求，保证参数识别的准确度。但该方法要求线路参数已知，在线路参数未知情况需要与暂态法配合；该方法计算量较大，涉及到矩阵的求逆，计算复杂。

参考文献

[1] 牟龙华，盂庆海.供配电安全技术.北京：机械工业出版社，2003.

[2] 贾清泉.非有效接地电网选线保护设计[M].北京：国防工业出版社，2007.

[3] 崔凯，陈新，张兆国，小电流单相接地故障分析及系统保护原理.科技与生活，2010.

[4] 焦旭升.小电流接地选线原理分析.发电设备，2002（02）.