单相接地故障与单相断线故障是配电网中的常见故障,且仅依靠传统的集中式测量系统难以对两者进行区分。其中单相断线故障不同于危险性较小的单相接地故障,其容易引发设备烧毁、人畜触电等经济、安全事故,危险性极高,加之国内配网系统大多采用小电流接地方式,带故障运行会造成巨大经济损失与人员伤亡。因此,找到一种能对单相断线故障进行定位辨识的方法就十分重要。通过对单相断线故障定位辨识方法的发展现状研究,本文发现目前的配电网故障定位方法虽然发展较为成熟,但一般仅依靠单一的稳态信息量或暂态信息量进行定位,受系统运行方式影响较大;而在断线故障辨识方法上,国外相关研究较少,国内研究仅处于起步阶段,提出的方法对故障情况考虑不足,普适性差,且依赖电网运行经验。针对这些问题,本文在深入研究单相断线故障特征的基础上,提出了单相断线故障的定位方法与辨识方法,主要研究工作与取得的成果如下:(1)提出了基于电流相关度的初步故障区段定位方法。本文对故障区段建立了等效电路模型,比较分析了故障区段与非故障区段内电流特性的差异:故障区段内故障点上、下游测量点之间电流相关度低,非故障区段内测量点之间电流相关度高。根据这一特征,比较每个测量点与其下游测量点之间的电流相关度,就可以实现初步故障区段定位。(2)提出了基于小波变换的配网线路单相断线故障精确定位方法。本文首先采用小波变换的方法来提取初步故障区段内各测量点的初始行波波头,确定初始行波的极性与到达时刻,然后在此基础上采用D型行波定位方法进行故障点的精确定位。(3)分析了单相接地故障与单相断线故障上、下游电压向量特征。本文建立了两种故障的故障点上、下游等效电路模型,对不同中性点接地方式、不同接地过渡电阻阻值条件下两种故障的上、下游三相电压向量特征进行了计算分析。分析结果表明故障上游两种故障电压向量特征基本一致,难以进行区分;而在故障下游,故障相电压向量与非故障相电压向量和之间的夹角θ存在差异,可以作为故障辨识的判据。(4)提出了基于向量夹角的单相断线故障辨识方法。在分析总结两种故障的下游电压向量特征差异的基础上,本文提出利用|θ|作为判据进行单相断线故障辨识,同时引入了辨识阈值θ1与θ1加强方法的鲁棒性:若|θ|≤θ2,则判定故障为单相断线故障;若|θ|≥θ1,则判定故障为单相接地故障;若θ2<|θ|<θ1,则判定故障难以准确辨识。(5)提出了辨识阈值θ1与θ1的合理取值。本文对影响该方法的多种因素进行了分析计算,综合因素对辨识阈值的取值影响提出了具有较强普适性的故障辨识阈值合理取值:θ1=95°、θ2=85°。(6)对提出的故障定位方法与辨识方法进行了实验验证。基于PSCAD/EMTDC平台进行的仿真实验结果表明,所提出的单相断线故障定位方法对不同位置故障均能进行精确定位,定位误差小,准确度高;而在实验场完成的真型实验结果表明,所提出的单相断线故障辨识方法在不同中性点接地方式、不同接地过渡电阻阻值与不同三相电压不平衡度条件下,均可以保持极高的辨识准确率。综合来说,本文所提出的单相断线故障定位与辨识方法理论基础扎实,适用性广泛,定位、辨识准确度高,有望解决目前配网单相断线故障定位与辨识难的问题。