（贵州电网有限责任公司遵义余庆供电局564499）
1技术背景
单相接地故障是小电流接地系统中发生率最高的故障，快速精确地判定故障线路，及时有效地切除故障区段是保护配电网运行安全，提高供电可靠性的关键。35kV/10kV配网大多数是中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地系统，发生单相接地故障时，由于没有形成大短路电流，接地点只流过很小的电容电流（一般在数十安以内），保护装置无法可靠动作，只能依靠选线装置选出故障线路并报警或切除。
目前，国内大多数变电站都安装了小电流接地选线装置，但是应用效果并不理想，在实际运行中存在以下主要问题：
1）选线设备的厂家型号较多。各型号设备性能差异大，选线效果良莠不齐，尤其是消弧线圈系统，由于消弧补偿作用，部分设备的选线效果很不理想，经常误选误切正常线路；
2）选线设备记录和上传的报文信息缺少规范和标准。各个厂家设备在动作条件、记录和上传报文内容、规约等方面差异很大，给运维人员带来很大困扰。尤其在恶劣天气时，接地故障频繁发生，各类动作报文从各个变电站上送集控中心，信息杂乱，真假难辨，让运行人员无法有效筛选和处理；
3）选线设备不能反应故障类型（弧光、高阻、瞬时、永久）、危害程度（过电压程度、补偿前后电容电流大小）等，缺少故障电压电流特征量，不能根据负荷重要性生成差异化的故障信息来指导运行人员处理。
4）调度运行人员对选线设备依赖性大，缺少对选线准确性、可靠性的评估手段，当发生错选误选线时没有进一步应对措施，只能采取传统拉路选线方法；
实际表明，运行人员在处理接地故障时，可以综合考虑故障持续时间（瞬时性故障、永久性故障）、故障类型（金属性接地、弧光接地、高阻接地）、线路重要程度、过电压水平、故障发生频次等各种因素来制订故障处理策略。基于此，本课题研究开发一套单相接地故障专家诊断系统，在规范选线设备装置性能、动作报文、信息上传标准等基础上，对接地信息（故障电压/电流大小、弧光接地、高阻接地、瞬时接地、短时接地、永久接地等）进行分析归纳，并根据故障类型、危害程度、负荷重要性等因素设计故障处理策略，指导集控中心运行人员跟进处理。本研究有助于提高我局范围内35kV/10kV配网单相接地故障选线的成功率和可靠性，快速有效解决单相接地故障问题，对电力系统安全性和供电可靠性有重要意义。
2研究现状
长期以来，为了解决35kV/10kV配网单相接地故障的选线难题，国内外很多院校、科研机构和企业都做了大量研究，开发出许多种单相接地故障检测方法及装置，其应用状况不甚理想，原因各异，有原理的缺陷，也有硬件的不足，还有些是设计不规范、工艺不达标引起，甚至还有相当一部分是由于售后服务带来的。这些因素都直接或间接的导致了设备选线准确率低下。
近年来，基于零序电流暂态信号的选线技术得到快速发展和应用，实际运行效果较其它方法具有明显优势，该方法不受消弧线圈补偿影响，且对弧光接地、瞬时接地故障等不同接地故障类型反应灵敏，能够提供丰富的故障信息，有助于运行人员分析判断和决策。
国内外对单相接地故障的研究主要针对选线技术和选线方法，而对故障信息二次处理、故障辅助决策方面的研究很少；同时，由于传统选线技术没有捕捉故障暂态过程，不能有效区分故障类型，不能对比消弧补偿前后故障量变化信息，对故障特征量的获取和分析不够，没有有效手段对接地过程进行归类分析，无法进一步指导运行和维护。近年来的，暂态选线技术的快速发展为解决上述问题提供的有效依据。
3技术方案
课题设计的系统包括设备层、系统层和应用层，设备层主要是选线装置，负责故障信息的采集，包括故障选线结果以及故障时间、故障量大小等信息；系统层是故障信息综合分析系统的核心，包括故障信息有效性评估、故障信息筛选判据、故障策略生成方法等；应用层是面向用户的界面，包括故障指示、告警显示、统计分析以及参数配置等内容。只要各个厂家遵照规定的通信标准，就可以方便地接入系统，实现故障信息的分类、筛选和故障处理辅助决策，极大地降低运行人员的工作量。
技术路线包括以下两方面：
1）采用暂态信号选线技术和选线产品
各站安装的选线设备应采用基于暂态信号的选线技术：
■暂态零序电流幅值大，信号特征明显；
■暂态零序电流不受消弧线圈补偿影响，信号可靠；
■暂态信号反应弧光接地、瞬时接地非常灵敏可靠；
■暂态电压和暂态电流大小能够反应绝缘破坏程度。
2）采用“集中后台、分类处理”方式
各变电站选线装置的接地信息全部上送集控中心，统一处理；
■规范选线设备动作条件、录波要求、报文信息；
■规范接地信息上传标准，以便分类归纳；
■研究和制定分类方法和处理机制，指导运维。
与现有方案相比，该方案通过规范选线装置要求，统一信息上传标准，在对接地信息分析归纳基础上，筛选出需集控中心及时处理的信息，避免海量接地信息同时上传影响故障处理。选线装置与系统通过通信实现信息交互，不限定于单一厂家、单一型号的产品，具有开放性，智能化的特点，在实际接地故障发生时能够智能地综合分析、评估各类故障信息，明确提出故障处理方案，减轻调度员分析判断故障的难度。
4研究任务
研究任务包括以下几个：
1）统计、分析接地故障处理中存在的问题，总结影响接地故障处理的主要因素和提高故障信息有效利用的方法；
2）收集基于故障暂态信号选线原理的选线装置提供的丰富的故障信息，验证故障信息的提取、收集、分类和辅助策略生成方法；
3）设计基于故障类型、故障持续时间、负荷重要性、故障危害性等多因素的故障信息综合处理方法，设计接地故障的差异化处理方法；
4）设计单相接地故障专家诊断系统，实现故障信息的分类处理，筛选有效的接地信息，为故障处理提供辅助决策。
5预期目标
项目实施后，通过对单相接地故障的专家分析和智能识别，充分利用和挖掘故障信息，为接地故障处理提供辅助决策，自动化程度更高，可直接提高安全运行管理水平。可以实现以下目标：
1）集中故障数据分析，根据接地信息（故障电压/电流大小、弧光接地、高阻接地、瞬时接地、短时接地、永久接地等）筛选有效的接地信息，为故障处理提供辅助决策；
2）根据故障类型、故障持续时间、负荷重要性、故障危害性等信息，形成多层次的故障告警方式，方便运行人员进行故障处理；
3）综合统计、分析故障数据和故障信息，为查找接地选线失败的原因、事故分析等提供依据，可以进一步完善选线技术，改进选线装置选线性能，提高选线准确率；
4）可检测整个配电网系统中的瞬时性绝缘故障，据此预测出配网线路的绝缘水平，为线路检修提供指导建议；
可以统计分析接入系统的子站选线装置的选线准确率，为设备选型提供指导意见。