基于Prony算法的小电流接地故障暂态选线技术

中压配电网中性点采用非有效接地方式,能够提高单相接地故障(一般称为小电流接地故障)时的自动熄弧率并可在出现永久性接地故障时继续运行1～2小时,因此具有更高的供电可靠性。但小电流接地故障的故障电流十分微弱,相当一部分故障存在间歇性拉弧现象,给接地故障线路的选择带来了很大困难。由于缺少可靠的选线技术,时至今日许多供电部门仍不得不通过人工拉路选择故障线路,使得一些非故障线路的供电也出现不必要的中断。随着电力用户对供电可靠性和电能质量要求的提高,供电部门对于小电流接地故障选线技术越来越重视。近年来,在国内外电力科技工作者的努力下,小电流接地故障选线技术的研发取得了重大进展,一些实用化的选线装置投入现场运行,取得了较好的运行效果。但总体来看,这些选线方法和选线装置均存在一定的缺陷,在实际应用中不同程度地存在一些误选、漏选的问题,选线正确率一般在90%以下,有待于进一步提高。 目前国内外常用的选线方法按照利用信号方式的不同可分为主动式选线方法和被动式选线方法。主动式选线方法主要包括注入信号法、残留增量法和中电阻法等,其缺点是需要额外增加设备,且安装维护较复杂。被动式选线方法包括利用故障稳态信息法和利用故障暂态信息法两类。利用稳态信号进行选线的方法主要包括(工频)零序电流幅值法、(工频)零序电流比幅比相法、(工频)零序无功功率方向法、谐波法等。稳态法存在的主要问题是接地稳态分量太小,常导致选线装置不能正确动作,而且要求短路时必须有一个持续的稳态短路过程,因此在发生间歇性电弧接地时便不再适用,也不适用于中性点经消弧线圈接地的系统。与利用稳态信号进行选线相比,利用故障后的暂态信号进行选线不受消弧线圈的影响,不受故障点电弧不稳定的影响,具有检测灵敏度高的优点。利用暂态信号进行选线的方法主要包括首半波法、暂态零模特征法(包括暂态零模特征电流幅值比较法与极性比较法、暂态零模特征信号无功功率方向法)、能量法和小波法等。其中,暂态零模特征法是利用暂态信号特征进行故障选线的重大突破,具有动作判据明确、简单、易于实现的优点,在现