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摘要：本文针对配电网单相接地故障，进行了以下研究工作。首先，分析了配电网的单相接地故障问题。然后，简单研究了配电网接地故障的选线方法与定位方法，并讨论其优缺点及适用范围。最后，在现有地发展基础上，将探讨其未来的发展趋势和研究方向。
关键词：配电网 单相接地 故障选线 故障定位 发展趋势
引言：经分析电力故障的数据得知，单相接地故障的发生率在接地系统故障总数中占较高比重。在单相接地故障中，故障电流与对地电容构成小电流的通路，其电压对称性不变，不影响其连接供电，因此当配电网系统发生单相接地故障时，不需要马上切断电源，允许在短暂的时间内继续运行。由于单相接地故障容易造成配电网的相间短路或者多点接地故障，因此我们需要尽快找出并排除故障，以降低电力损失。如何快速地排除配电网单相接地故障，是我们需要研究的问题，它对人们的意义不仅仅是降低电力损失，保障用电权益，而且能够保证配电网安全稳定地运行。
一、配电网单相接地故障分析
NUS（中性点不接地）、NRS（中性点经高阻接地）和NES（中性点经消弧线圈接地）是我国配电网现在采用的主要接地方式。在配电网接地中，中性点基本上都对地绝缘，当发生单相接地时，电网中的短路电流较小，其对地故障电压也较低，不会造成严重的电力事故。因此用电设备在发生单相接地故障时，仍可运行。但城市的配电网线路是由电缆和电线组成的，如果配电网发生了单相接地故障，其配电网故障线路的电容电流会出现强烈的升高现象。在这种情况下用电设备应立即停止运行，否则会会扩大配电网的线路故障，即形成短路现象。从而造成配电网不能够安全稳定的的运行，给人们的生产造成一定的经济损失，也给人们的生活带来不便。
从1958年开始我国就对单相接地故障选线问题进行研究，保护原理从零序电流过流保护到无功方向保护，经过不断地摸索以及对国外先进技术的借鉴，研究的原理在不断地进步，从而研制出了步进式继电器，让单相接地故障选线问题变得尤为简单。现在的研究方向基于稳态、暂态、谐波的分析方法，各电力研究所正在努力地研究新的装置，从而能够更好的解决配电网单相接地故障选线问题，使配电网能够最大化的服务于人们的生活和生产。
二、配电网单相接地故障的选线和定位方法及其适用范围
1、配电网单相接地故障的选线方法
（1）基于暂态量的选线方法。基于暂态量的选线方法有首半波法、小波分析法、相关分析法、零序暂态电流法、无功检测的选线法以及相电流特征分析法。接下来我们分析一下零序暂态电流法的原理，暂态零序电流与零序电压的首半波在放射形结构的电网中时，两者满足一定的相位关系。即两者在故障线路上有相反的极性，在非故障线路上有相同的极性，我们可以通过观察其极性的异同，进而检测出故障线路。此方法适用于过渡电阻接地、弧光接地的情况，但此方法不适用于电压过零短路的情况。
（2）基于稳态量的选线方法。以下就是利用稳态量原理的选线方法：零序电流幅值法、群体比幅比相法、五次谐波分量法、零序电流比相法、有功分量法、电流增量法以及零序导纳法和负序电流法。例如零序电流比相法，其利用的原理为在中性点不接地系统发生单相接地故障时，零序电流的流动方向会发生变化。即稳态零序电流在非故障线路中是从母线流向线路；而在非故障线路中稳态零序电流的方向会改变为相反的方向，即从线路流向母线。所以我们通过测定零序电流的流动方向，进一步分析并找出故障的线路。此方法不适用于间歇性接地故障，因为其零序电流畸变严重，我们不能够测定其零序电流的流动方向。此方法也不适用于谐振接地系统，其原理是因为谐振接地系统过补偿状态下，线路发生故障时零序电流的方向不发生变化。
（3）基于注入信号的选线方法。基于注入信号的选线方法有S注入法和注入变频信号法.例如注入变频信号法，其原理是通过比较各条出线阻尼率的大小，再对线路受潮及绝缘老化的程度进行分析，从而得出选线结果。此法不适用于接地电阻较小的系统。
2、配电网单相接地故障的定位方法
（1）阻抗法
阻抗法的原理为：将电力线路看作均匀的线路，测得故障时的电压、电流量从而计算出故障回路的阻抗，利用求出的故障回路的阻抗和线路长度的比值为定值的关系，进而求得测量点与故障点之间的距离。阻抗法具有投资少的优点，但是其受到路径阻抗、电源参数与线路负荷的影响较大，测距误差往往远远大于理想条件下的误差，不能够精确地得到故障线路的位置。
（2）“故障指示器”技术
该技术通过故障线路的路径上的故障指示器来检测故障线路是否有信号，并给出指示。通过指示器的报警信号迅速确定故障区段并找出故障点。此方法需要在线路上安装大量的故障指示器装置，成本较高、投资大，设备比较复杂，且在中性点非有效接地系统中，由于负荷电流远远大于接地电流，故障指示器无法识别。
（3）行波法
行波法的原理为，当行波在均匀线路上传播运动时，行波电压与行波电流的比值为稳定值。如果线路的参数或者波阻抗在某一结点处突然发生改变，行波在此处会产生反射与折射现象，从而找出故障点处，以便及时修理。
三、配电网单相接地故障的发展趋势
随着我所电力行业的快速发展，如何减少由于配电网的线路故障而造成的经济损失，成为现今电力行业较为关注的问题。要想减少由于故障而造成的经济损失，就必须准确、快速定位单向接地故障，然后排除故障。采用单一的配电网单相接地故障的定位方法很难达到准确、快速定位线路故障的要求，根据故障线路的特征，可以采用分步走方针，将多种定位方法结合起来实现故障定位具有一定的研究价值，是未来研究方向。
参考文献：
[1]杨鹏，杨以涵，司冬梅，等. 配电网单相接地故障定位技术实验研究[J]. 电力系统自动化，2008，32（9）：104-107.
[2] 费军，单渊达.配网中自动故障定位系统的研究 [J].中国电机工程学报，2000，20（9）：32-34
[3] 齐郑.小电流接地系统单相接地故障选线及定位技术的研究：[华北电力大学博士学位论文].北京：华北电力大学，2005，40-51
[4]成海滨.基于信号注入的配电网单相接地故障选线的分析[J].华北电力大学，2009.
关键词：配电网 单相接地 故障选线 故障定位 发展趋势
引言：经分析电力故障的数据得知，单相接地故障的发生率在接地系统故障总数中占较高比重。在单相接地故障中，故障电流与对地电容构成小电流的通路，其电压对称性不变，不影响其连接供电，因此当配电网系统发生单相接地故障时，不需要马上切断电源，允许在短暂的时间内继续运行。由于单相接地故障容易造成配电网的相间短路或者多点接地故障，因此我们需要尽快找出并排除故障，以降低电力损失。如何快速地排除配电网单相接地故障，是我们需要研究的问题，它对人们的意义不仅仅是降低电力损失，保障用电权益，而且能够保证配电网安全稳定地运行。
一、配电网单相接地故障分析
NUS（中性点不接地）、NRS（中性点经高阻接地）和NES（中性点经消弧线圈接地）是我国配电网现在采用的主要接地方式。在配电网接地中，中性点基本上都对地绝缘，当发生单相接地时，电网中的短路电流较小，其对地故障电压也较低，不会造成严重的电力事故。因此用电设备在发生单相接地故障时，仍可运行。但城市的配电网线路是由电缆和电线组成的，如果配电网发生了单相接地故障，其配电网故障线路的电容电流会出现强烈的升高现象。在这种情况下用电设备应立即停止运行，否则会会扩大配电网的线路故障，即形成短路现象。从而造成配电网不能够安全稳定的的运行，给人们的生产造成一定的经济损失，也给人们的生活带来不便。
从1958年开始我国就对单相接地故障选线问题进行研究，保护原理从零序电流过流保护到无功方向保护，经过不断地摸索以及对国外先进技术的借鉴，研究的原理在不断地进步，从而研制出了步进式继电器，让单相接地故障选线问题变得尤为简单。现在的研究方向基于稳态、暂态、谐波的分析方法，各电力研究所正在努力地研究新的装置，从而能够更好的解决配电网单相接地故障选线问题，使配电网能够最大化的服务于人们的生活和生产。
二、配电网单相接地故障的选线和定位方法及其适用范围
1、配电网单相接地故障的选线方法
（1）基于暂态量的选线方法。基于暂态量的选线方法有首半波法、小波分析法、相关分析法、零序暂态电流法、无功检测的选线法以及相电流特征分析法。接下来我们分析一下零序暂态电流法的原理，暂态零序电流与零序电压的首半波在放射形结构的电网中时，两者满足一定的相位关系。即两者在故障线路上有相反的极性，在非故障线路上有相同的极性，我们可以通过观察其极性的异同，进而检测出故障线路。此方法适用于过渡电阻接地、弧光接地的情况，但此方法不适用于电压过零短路的情况。
（2）基于稳态量的选线方法。以下就是利用稳态量原理的选线方法：零序电流幅值法、群体比幅比相法、五次谐波分量法、零序电流比相法、有功分量法、电流增量法以及零序导纳法和负序电流法。例如零序电流比相法，其利用的原理为在中性点不接地系统发生单相接地故障时，零序电流的流动方向会发生变化。即稳态零序电流在非故障线路中是从母线流向线路；而在非故障线路中稳态零序电流的方向会改变为相反的方向，即从线路流向母线。所以我们通过测定零序电流的流动方向，进一步分析并找出故障的线路。此方法不适用于间歇性接地故障，因为其零序电流畸变严重，我们不能够测定其零序电流的流动方向。此方法也不适用于谐振接地系统，其原理是因为谐振接地系统过补偿状态下，线路发生故障时零序电流的方向不发生变化。
（3）基于注入信号的选线方法。基于注入信号的选线方法有S注入法和注入变频信号法.例如注入变频信号法，其原理是通过比较各条出线阻尼率的大小，再对线路受潮及绝缘老化的程度进行分析，从而得出选线结果。此法不适用于接地电阻较小的系统。
2、配电网单相接地故障的定位方法
（1）阻抗法
阻抗法的原理为：将电力线路看作均匀的线路，测得故障时的电压、电流量从而计算出故障回路的阻抗，利用求出的故障回路的阻抗和线路长度的比值为定值的关系，进而求得测量点与故障点之间的距离。阻抗法具有投资少的优点，但是其受到路径阻抗、电源参数与线路负荷的影响较大，测距误差往往远远大于理想条件下的误差，不能够精确地得到故障线路的位置。
（2）“故障指示器”技术
该技术通过故障线路的路径上的故障指示器来检测故障线路是否有信号，并给出指示。通过指示器的报警信号迅速确定故障区段并找出故障点。此方法需要在线路上安装大量的故障指示器装置，成本较高、投资大，设备比较复杂，且在中性点非有效接地系统中，由于负荷电流远远大于接地电流，故障指示器无法识别。
（3）行波法
行波法的原理为，当行波在均匀线路上传播运动时，行波电压与行波电流的比值为稳定值。如果线路的参数或者波阻抗在某一结点处突然发生改变，行波在此处会产生反射与折射现象，从而找出故障点处，以便及时修理。
三、配电网单相接地故障的发展趋势
随着我所电力行业的快速发展，如何减少由于配电网的线路故障而造成的经济损失，成为现今电力行业较为关注的问题。要想减少由于故障而造成的经济损失，就必须准确、快速定位单向接地故障，然后排除故障。采用单一的配电网单相接地故障的定位方法很难达到准确、快速定位线路故障的要求，根据故障线路的特征，可以采用分步走方针，将多种定位方法结合起来实现故障定位具有一定的研究价值，是未来研究方向。
参考文献：
[1]杨鹏，杨以涵，司冬梅，等. 配电网单相接地故障定位技术实验研究[J]. 电力系统自动化，2008，32（9）：104-107.
[2] 费军，单渊达.配网中自动故障定位系统的研究 [J].中国电机工程学报，2000，20（9）：32-34
[3] 齐郑.小电流接地系统单相接地故障选线及定位技术的研究：[华北电力大学博士学位论文].北京：华北电力大学，2005，40-51
[4]成海滨.基于信号注入的配电网单相接地故障选线的分析[J].华北电力大学，2009.