综合故障诊断及录波设备在长治配电网中的应用（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY2021年第20卷第4期1问题的提出在我国中压配电网中，中性点的接地方式多采用小电流接地方式，又具体分为不接地方式和经消弧线圈接地方式。而这两种方式的选择又取决于电网电容电流的大小。例如我国电力规程规定，在10kV电网中，当电容电流小于10A时，采用不接地方式，当电容电流大于10A时，采用经消弧线圈接地方式。之所以要按电网的电容电流来确定是否加装消弧线圈，是因为在单相接地时，接地电流的强弱决定了故障的危害性。当电容电流大时，应加消弧线圈给予补偿，使接地电流控制在规程规定的范围内。但小的接地电流使得电网可以长时间带故障运行的同时也带来了继电保护的选择性难题。可见小接地电流电网要有效运行需解决好两个问题：一是接地电流要控制在规程规定的范围内；二是要解决好继电保护的选择性问题。对于第一个问题，电容电流不经常变化的电网，可以采用手动调节的消弧线圈；电容电流经常变化的电网，可以采用自动跟踪的消弧线圈。但问题是，目前生产消弧线圈厂家多且良莠不齐，手动调节的消弧线圈一般是由人工估算确定，是否能达到应有的补偿效果，运营单位没有有效的监控、验证手段。对于第二个问题，从20世纪80年代开始，小电流电网选线设备就开始在电网中广泛使用，但实际的选线准确率仅30％，达不到运营要求，使用单位和设备生产单位互相扯皮，设备基本成为摆设。要解决以上问题，就需要一种具有下述功能的新型故障诊断设备：以高采样率对所有的零序信号进行录波，以便事后分析，明辨是非；采用创新技术准确实时地指出故障出在哪里（支路、母线、PT、消弧线圈、上级电网）。长治供电公司经过考察，决定采用由上海交通大学研发、上海蓝瑞电气制造的ZXJ－II综合故障诊断和录波装置解决以上问题，并在2021年9月开始在110kV石槽变电站和110kV城西变电站分别安装了1套装置，12月投运。经过3个月的运行，取得了满意效果。2技术特点ZXJ－II综合故障诊断和录波装置提供了100个录波通道，每个通道采样率为12.8kb/s，可捕获故障的暂态过程，其中电压通道36路，电流通道64路，可实时监控各相对地电压、零序电压和零序电流信号，当故障发生时，记录各通道故障发生前后500个周波的数据，并实时给出诊断结果。该装置还提供后台分析软件，该软件运行于后台分析工作站，各装置通过IP网接入后台分析工作站，在后台分析工作站可对各装置内的录波数据及诊断结果进行统一管理和分析，并可实时监控各装置的运行状态，如需要还可通过后台分析工作站升级各装置的算法软件。该装置所用技术与传统的小电流选线设备有较大区别，经分析，认为原来的小电流选线设备准确性低，其原因主要有：采样率低、故障信号捕获不完整；UO升高就认为是接地，不做故障类型辨识，或辨识不全面；假定故障信号的特征出现在固定的时域或频域段，所以很多时候抓不到特征或抓不到强特征，特征易被通道失真干扰；算法单一，或虽用到多种算法，但不清楚各种算法的前提条件和使用范围，甚至通过同时套用多个算法，通过加权来得出结论；不能有效辨识复合故障，很多故障是个复合过程，譬如开始是瞬间接地，然后演变为串联谐振；没有有效的手段解决工程中信号接错、极性接反的情况；ZXJ－II综合故障诊断和录波装置通过以下技术解决了这些问题并通过后台分析软件可验证消弧线圈动作是否正确。（1）采用“实时全程录波技术”解决故障信号的捕获问题。完整、不遗漏、低失真的捕获故障前后各路信号的波形数据是故障诊断的基础。以往的诊断方法往往仅关心故障发生后的稳态数据，这样仅需在故障发生后再录取电网稳态数据即可，但事实证明，仅利用稳态数据不能有效辨识故障，必须全面捕获故障发生前后的稳态数据和故障发生时的暂态信息，同时还应该记录电网稳态时稳态的漂移特征，才可能对故障作出准确判断。（2）采用“全息故障辨识技术”解决故障类型辨识问题。该技术实现对各类故障类型的辨识，这些故障类型包括支路故障、铁磁谐振、消弧线圈串联谐振、母线端故障、电网扰动、电压跌落等。该技术的特点是充分利用了故障发生前后的稳态信息和故障发生时的暂态信息，并对这些信息进行分层次、分过程的综合分析，对故障类型进行了全面的辨识。（3）采用“基于故障过程分析和接地类型分析的选线方法”进行准确选线。经“全息故障辨识技术”辨识出是支路故障的，采用该方法进行选线。该方法的创新在于使用小波的方法对故障过程（从故障前的稳态到故障发生时的暂态再到故障发生后的稳态）搜索特征量、定义有效域和不同单相接地类型（如稳定接地、瞬间接地、金属性接地、高阻接地、弧光接地等等