小电流接地故障暂态分析

小电流接地故障的暂态特性在配电网中性点接地及相关技术中具有重要作用，已有的暂态研究和结论均有限，不能满足技术发展和工程应用的需求。.项目拟针对金属性接地、电阻接地、高阻接地，稳定性接地、弧光接地、间歇性接地，以及同相两点接地、异相交替接地等不同类型小电流接地故障，在建立基于线路分布参数的高精度全网模型基础上，对故障暂态全过程、全电气量的构成和特点进行详尽而准确的定性描述，给出暂态过程的形成机理和能量交换规律；建立反应暂态一个或多个主要谐振过程的系列简化模型（等效电路），给出对应暂态电气分量的解析解；研究传统暂态分析方法和结论的合理性、一致性，给出物理解释。利用数字仿真和现场实验进行验证。.研究成果有助于全面、准确把握小电流接地故障暂态特征，为故障检测和保护、过电压防护、接地补偿以至配电网中性点接地方式等技术的发展提供理论依据，也可为未来智能配电网中性点接地方式及相关技术的研究提供基础。

小电流接地故障暂态特征对配电网中性点接地及相关技术具有重要作用，而已有暂态研究主要集中在故障检测方向，对暂态机理、暂态等值电路的研究和结论均非常有限，如暂态机理仅有未经验证的健全相充电和故障相放电过程的粗略解释，已有暂态等值电路存在参数不明确、结构不正确等问题。. 项目建立了基于线路分布参数、包含故障点两侧信息的高精度全网模型。在分析检测阻抗相频特性的基础上，提出了小电流接地故障暂态过程的LC谐振机理，即暂态过程由无穷多组线模和零模网络间串联谐振、单一模量内故障点两侧线路的并联谐振、单一模量内各出线间的并联谐振等组成。分析了伴随各谐振过程的能量交换规律，发现模网络间串联主谐振过程的暂态电压电流含有明确故障位置信息。由于忽略了三相线路间的耦合作用，传统关于健全相和故障相充放电的暂态机理解释并不准确。. 提出了一种工频等效阻抗与首谐振频率相等、首谐振频段内等效阻抗综合误差最小的暂态等值电路简化原则。从高精度全网模型出发，经过逐级简化与合并得到Γ型暂态等值电路，给出各参数的物理含义、精确计算方法以及适用工程应用的参数简化计算方法。同时给出了包含故障点两侧信息、适用于故障定位的暂态等值电路。本项目暂态等值电路改正了原有电路中消弧线圈位置的错误、明确了参数计算方法，提高了暂态过程的模拟精度和适用性。. 在故障暂态电压、电流分布特征分析的基础上，提出了一系列适用不同现场条件的小电流接地故障暂态选线和定位方法，如综合暂态与工频信息、适应现场TV/TA极性反接的选线技术，综合利用故障点上下游间暂态电流相似性和极性的定位方法，利用线电压和零模电流的定位方法，基于区段零序导纳的定位方法等。. 利用ATP电磁暂态仿真、现场试验等方法，验证了项目所提小电流接地故障暂态机理、暂态等值电路、选线和定位方法的合理性与正确性。. 本项目工作有助于全面、准确把握小电流接地故障暂态特征，不仅为故障检测和保护、过电压防护、接地补偿以至配网中性点接地方式等技术的发展提供理论依据，也是未来智能配电网中相关技术研究的基础。. 项目发表期刊论文12篇（EI收录9篇）、国际会议论文8篇（EI收录7篇），申请国家发明专利6项，获得省部级奖励2项。项目培养博士后1名、博士研究生2名、硕士研究生5名，参加国外举行国际会议6人次、国内举办国际会议4人次。