基于零序基波比幅比相及五次谐波选线原理的 小电流接地系统故障选相 PSCAD 仿真与分析

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2020年中国电机工程学会年会论文集基于零序基波比幅比相及五次谐波选线原理的小电流接地系统故障选相PSCAD仿真与分析11211钟臻，林春江，张楷旋，申津京，李翔宇1国网重庆市电力公司市北供电分公司,重庆市渝北区新牌坊三路89号401120；2国网重庆市电力公司市南供电分公司,重庆市南岸区长电路13号400000;PSCADSimulationAndAnalysisOfFaultPhaseSelectionInSmallCurrentGroundingSystemBasedOnZeroSequenceFundamentalWaveAmplitudePhaseComparisonAndFifthHarmonicLineSelectionPrinciple11211ZhenZhong,ChunjiangLin,KaixuanZhang,JinjinShen，XiangyuLiStateGridChongqingElectricPowerCompanyShibeipowersupplybranch,No.89,Xinpaifang3rdroad,YubeiDistrict,Chongqing401120;StateGridChongqingElectricPowerCompanyShinanpowersupplybranch,No.13,ChangdianRoad,Nan'anDistrict,Chongqing400000摘要：随着城区电网的发展，使得10kV电力系统网络中的对地电容电流不断增大，对于非故障相电缆的绝缘提出了极高的要求。参考近年来线路的运行情况，当发生单相接地后，还未来得及完成接地回路的切除，接地点已产生明火，进而发展为相间短路、三相短路故障，使事故扩大，引发大面积停电。本文提出，正确选出故障线路，并快速切除单相接地线路，隔离故障点是解决问题的关键。本文首先分析了中性点不接地系统发生单相接地故障时特性，确定了通过通过零序基波分量比幅比相的算法以及五次谐波分量的算法能够选择出故障线路。其次，本文依据理论分析结果，采用PSCAD仿真平台搭建10kV小电流接地系统故障选线模型和算法，并详细分析每个建模模块。采用贝杰龙模型建立长度分别为15km、20km、25km的三条线路，分别在中性点不接地和中性点经消弧线圈接地两种工况下发生线路单相接地故障，考察比幅比相算法和五次谐波分量算法的选线结果。最后，分析选线结果得出在中性点不接地的情况下，零序基波电流比幅比相可以很好的选出故障线路，五次谐波选线也可以选出故障线路。在中性点经消弧线圈接地的情况下，消弧线圈的存在会影响基波电流比相的识别，而五次谐波仍然能够可靠识别故障线路。但五次谐波具有衰减特性，在故障进入稳态后，五次谐波消失，选线能力随之消失。关键字：不接地系统；零序基波分量比幅比相；五次谐波分量；故障选线Abstract:Withthedevelopmentofurbanpowergrid,thecapacitivecurrenttogroundin10kVpowersystemnetworkisincreasing,whichputsforwardhighrequirementsfortheinsulationofnonfaultphasecables.Referringtotheoperationofthelineinrecentyears,whenthesingle-phasegroundingoccurs,thegroundingcircuithasnotyetbeencutoff,thegroundpointhasgeneratedopenfire,andthendevelopedintophasetophaseshort-circuitandthree-phaseshort-circuitfault,whichexpandstheaccidentandcauseslarge-scalepowerfailure.Thispaperpointsoutthatthekeytosolvetheproblemistoselectthefaultlinecorrectly,cutoffthesingle-phasegroundinglinequicklyandisolatethefaultpoint.Thispaperfirstanalyzesthecharacteristicsofsingle-phasegroundingfaultinungroundedneutralsystem,anddeterminesthatthefaultlinecanbeselectedthroughthealgorithmofamplitudephasecomparisonofzerosequencefundamentalcomponentandthealgorithmoffifthharmoniccomponent.Secondly,basedontheresultsoftheoreticalanalysis,thispaperusesPSCADsimulationplatformtobuildthefaultlineselectionmodelandalgorithmof10kVsmallcurrentgroundingsystem,andanalyzeseachmodelingmoduleindetail.Threelineswithlengthof15km,20kmand25kmareestablishedbyBergeronmodel.Singlephasetogroundfaultoccursundertwoconditionsofungrounded-1-

12020年中国电机工程学会年会论文集neutralpointandgroundedneutralpointthrougharcsuppressioncoil.Theresultsoflineselectionbasedonamplitudecomparisonandphasecomparisonalgorithmandfifthharmoniccomponentalgorithmareinvestigated.Finally,byanalyzingtheresultsoflineselection,itisconcludedthatinthecaseofungroundedneutralpoint,theratioofamplitudeandphaseofzerosequencefundamentalcurrentcanwellselectthefaultline,andthefifthharmoniccurrentcanalsoselectthefaultline.Whentheneutralpointisgroundedthroughthearcsuppressioncoil,theexistenceofthearcsuppressioncoilwillaffecttheidentificationofthefundamentalcurrentphasecomparison,andthefifthharmoniccanstillreliablyidentifythefaultline.Butthefifthharmonichastheattenuationcharacteristic,afterthefaultentersthesteadystate,thefifthharmonicdisappears,andthelineselectionabilitydisappears.Keywords:ungroundedsystem;zerosequencefundamentalcomponentamplitudephaseratio;5thharmoniccomponent;faultlineselection（·1）IKA11不接地系统单相接地短路零序网络·K1I01分析··（1）C1EAUKA1·I02N1.1中性点不接地系统零序网络分析1（·1）IKA2C2K如图1所示为中性点不接地系统发生单·2I03·（1）UKA2相接地短路。其中C为线路1到4的对地电·INCN23（1）[1-2]··容。I04IKA0K0··（1）U0C4UKA0CN01图2中性点不接地系统A相接地短路复合序C2网图Fig2APhaseGroundingShortCircuitCompositeCSequenceNetworkDiagramOfNeutralPoint3UngroundedSystem[5]C·（1）由复合序网可以得到系统零序电压为：4IKA=−(1)各线路的零序电流分别为：图1中性点不接地系统发生单相接地短路Fig1Single-PhaseGroundingShortCircuitI=jωCU(2)OccursInTheNeutralPointUngroundedSystemI=jωCU(3)[3-4]I=jωCU(4)对该系统做如下三点假设：I=−(I+I+I)=由于综合零序阻抗远远大于综合正序、综-jω(C+C+C)U(5)合负序阻抗，因此可以忽略系统综合正序、综分析可得：合负序阻抗。(3I)=jω3CU(6)因为接地电流很小，因此接地电流在综合其中j为非故障线路正序、综合负序阻抗上的压降远远小于其在综(3I)=−jω3(C∑−C)U(7)合零序阻抗上的压降，因此可以忽略接地电流其中m为故障线路在综合正序、综合负序阻抗上的压降。因此，非故障线路的零序电流为本线路对同理可忽略零序电流在线路零序阻抗上地电容电流，零序电流超前零序电压的相位角的压降，只保留其在线路对地电容上的压降。是90°；故障线路的零序电流是其他非故障线路对地电容电流之和，零序电流滞后零序电压基于上述三点假设，当线路4发生K点单[6-8]的相角是90°。相接地故障时，其复合序网图2所示。1.2中性点经消弧线圈接地系统故障分析-2-

22020年中国电机工程学会年会论文集当系统经消弧线圈接地时，其系统图和复故障线路和非故障线路的零序电流幅值相差[9-10]合序网图图3、图4所示。变小了。第二，系统过补偿时，γ<0，所以故障线路与非故障线路的零序电流接近同相C[12-14]1位。故障线路的零序电流超前其零序电压的夹角大于90°而小于180°。C22PSCAD仿真建模C32.1系统建模C4·（1）IKA如图5所示，建立10kV不接地系统建模接线图。系统电压等级110kV，频率50Hz，图3中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地短通过单台容量为100MVA的110/10.5kV的路Yd11接线的主变压器。低压侧10kV母线上Fig3ASingle-PhaseGroundingShortCircuit接入3条10kV线路和经消弧线圈接地的站用OccursInTheNeutralPointThroughTheArcSuppressionCoilGroundingSystem接地变。（·1）Bus1IKA1KMain:Controls·1V1Ph1LoadAI01110360TLine_1TLine_120.92VkVdeg··（1）00C1EAUKA11100·I02N1VPh（·1）V1Ph1Load1#1#2AIKA2（·）VTLine_2TLine_220.92C2KIKA110[kV],50.0[Hz]·2100.0[MVA]I03·（1）3UKA2·INCN23·（·1）ALoadIIKA0VTLine_3TLine_320.9204TimedFaultKLogicA->G0··（1）CGU04UKA0消弧线圈接地变N0图4中性点经消弧线圈接地系统A相接地短路复图510kV系统仿真建模接线图合序网图Fig510kVSystemSimulationModelingWiringFig4TheNeutralPointIsGroundedByTheArcDiagramSuppressionCoilAndThePhaseAGrounded通过拉合接地变中性点的消弧线圈，可以ShortCircuitCompositeSequenceNetworkDiagram改变系统运行状态是否经消弧线圈接地，如图[15]同理可以分析得到：6、图7所示。(3I)=jω3CU(8)其中j为非故障线路U(3I)=−jω3(C∑−C)U−3×3ZUU=−jω3(C∑−C)U+j−ωLR图6不接地系统Fig6UngroundedSystem=−γI+jω3CU−(9)m为故障线路其中，γ=1−为补偿电网的脱谐∑[11]度，通常情况下|γ|<1。根据分析可以得出，第一，当中性点经消弧线圈接地时，其故障线路的零序电流减小程图7经消弧线圈接地系统Fig7GroundingSystemViaArcSuppressionCoil度大于中性点不接地系统发生同样故障。因此-3-

32020年中国电机工程学会年会论文集1线路采用贝杰龙模型，三条线路的长度分I1_0_RMSI1_0_RMS别为15km、20km、25km参数如下表所示：Mag+Mag-Mag0(7)(7)(7)XAPh+I1a(7)FFTXBPh-I1b(7)XCPh0F=50.0[Hz]I1c(7)1dcAdcBdcCI1_0_Ph图10线路1的3倍零序电流FFT模块Fig103TimesZeroSequenceCurrentFFTModuleOfLine1图810kV线路参数表1Fig810kVLineParameterTableV1_0_RMSV1_0_RMS接地变及消弧线圈参数如表1所示：Mag+Mag-Mag0(7)(7)(7)XAPh+表110kV接地变及消弧线圈参数表V1a(7)FFTTab110kVGroundingTransformerAndArcXBPh-SuppressionCoilParameterTableV1b(7)XCPh0F=50.0[Hz]R（ohm）5.63V1c(7)1dcAdcBdcCV1_0_PhL（H）0.18图11线路1的3倍零序电压FFT模块2.2零序基波分量比幅比相选线算法建模Fig113TimesZeroSequenceVoltageFFTModuleOfLine1由上述分析可知，由于故障线路的零序电流3I基波相位滞后零序电压3U基波相位通过将线路1输入的ABC三相电流的谐90°，即arg()=-90°；而非故障线路的零序波幅值和相角作关于时间t的函数。每个时间点所对应的数值为此刻电流在该时间窗口附电流3I基波相位超前零序电压3U基波相位[16]近变换后的幅值。经过FFT模块变换之后，90°，即arg()=90°。即故障线路和非故障输出三相电流的基波有效值及相位[17]。线路零序电流的相位相反。因此，通过比较每其中，由于故障前的零序电流几乎为零，一条线路零序电流3I的相位，即可以选出故只有三相不平衡电流，仿真的相角波动较大，障线路。根据该原理，封装零序基波分量比幅比相算故采用了一个测量闭锁模块，如图12、图13法模型如图9所示：所示：I1AACtrl=1Ctrl=1I1_0_PhV1_0_PhI2out10.0B0.0BCtrlI1_0_PIh1_s_0_Ph_sCtrlV1_0_PVh1_s_0_Ph_sI3TimedTimedOut1FaultFaultLogicLogicV1零序基波电流比幅比相out2V2Out2V3out3ACtrl=1ACtrl=1I2_0_PhV2_0_PhOut30.0B0.0BCtrlI2_0_PIh2_s_0_Ph_sCtrlV2_0_PVh2_s_0_Ph_sTimedTimedFaultFaultLogicLogic图9零序基波分量比幅比相算法封装模型Fig9EncapsulationModelOfZeroSequenceFundamentalWaveComponentRatioAmplitudeAACtrl=1Ctrl=1RatioPhaseAlgorithmI3_0_PhV3_0_Ph0.0B0.0BCtrlI3_0_PIh3_s_0_Ph_sCtrlV3_0_PVh3_s_0_Ph_s封装模型中，用加法器提取每条线路的3TimedTimedFaultFaultLogicLogic倍零序电流3I作为FFT模块的输入，分别进图12线路1三相电压电流的闭锁模块行傅里叶变换，提取其3I的基波有效值。以Fig12Line1Three-PhaseVoltageAndCurrent线路1为例，如图10、图11所示：BlockingModule-4-

42020年中国电机工程学会年会论文集零序基波幅值选线控制模块如下图所示：RMSLogicL1[out1]AI1_0_RMSD+-RMSLogRicML1SLogicL1PhLogicL1FBCompar-0.001atorI2_0_RMSRMSLogicL2+A[out2]I2_0_RMSD-RMSLogRicML2SLogicL2PhLogicL2FBCompar-0.001atorI1_0_RMSAI3_0_RMSD+-RMSLogRicML3SLogicL3RMSLogicL3[out3]FBCompar-I1_0_RMS0.001atorPhLogicL3图13零序基波幅值选线控制模块图15零序基波比幅比相输出模块Fig13ZeroSequenceFundamentalWaveFig15ZeroSequenceFundamentalWaveRatioAmplitudeSelectionControlModuleAmplitudeRatioPhaseOutputModule零序基波相角选线控制模块如图14所2.3五次谐波选线算法建模示，采用一个输入器和单稳态多谐振荡器组电力系统故障的发生，都伴随着高次谐波，其中，五次谐波分量在谐波故障分量中所成。在仿真启动初期，用0.01s的振荡闭锁来占的比例最大。因此线路电流中，五次谐波分[18-19]躲避此刻系统的不稳定过程。由于相角的量所占比重最大的线路为故障线路。根据前面[20]稳定性比信号较弱，因此采用单稳态多谐振分析，当系统经消弧线圈接地时，线路上零序荡器对其输出信号进行保持。电流和零序电压的夹角不再呈直角。而消弧线圈对五次谐波的补偿微乎其微，约是其对工频AngleAV1_0_Ph_sD+-ResolverFBCompar-分量补偿的左右。因此，五次谐波选线算法I1_0_Ph_s80.0ator受系统是否经消弧线圈接地的影响很小，弥补PhLogicPL1hLogicL1A100.0了比幅比相算法的不足。BCompar-ator五次谐波选线算法的判据为：（1）故障线路的五次谐波电流占比最大。AngleAV2_0_Ph_sD+Resolver-（2）以五次谐波电压为基准，计算每条FBCompar-80.0atorI2_0_Ph_s线路上五次谐波电流与五次谐波电压的夹角PhLogicPL2hLogicL2的正弦值，故障线路该值大于零，而非故障线A100.0路该值小于零。BCompar-ator首先提取线路电流电压的五次谐波分量，AngleA以线路1为例，如图16、图17所示，和比V3_0_Ph_sD+Resolver-F80.0BCaotmorpar-幅比相算法一样，加入故障前的闭锁判据。I3_0_Ph_sPhLogicPL3hLogicL35100.0AI1_0_5RMSI1_0_5RMSBCompar-ator图14零序基波相角选线控制模块Mag+Mag-Mag0(7)(7)(7)Fig14ZeroSequenceFundamentalWavePhaseXAPh+AngleLineSelectionControlModuleI1a(7)FFTXBPh-I1b(7)总的选线结果输出模块如图15所示，在XCPh0F=50.0[Hz]示波器中添加输出通道可以得出选线结果，其I1c(7)5dcAdcBdcCI1_0_5Ph高电平输出为故障线路，低电平输出为非故障线路。图16线路1的五次谐波电流分量FFT模块Fig16FFTModuleOfTheFifthHarmonicCurrentComponentOfLine1-5-

52020年中国电机工程学会年会论文集53仿真实验结果V1_0_5RMSV1_0_5RMS3.1中性点不接地系统仿真Mag+Mag-Mag0XA(7)(7)(P7)h+设置中性点不接地系统下的仿真工况，分V1a(7)FFTXBPh-别在线路1、线路2、线路3的全长处发生AV1b(7)XCF=50.0[Hz]Ph0相接地故障V1c(7)5dcAdcBdcCV1_0_5Ph（1）零序基波比幅比相选线算法在不接地系统中的仿真图17线路1的五次谐波电压分量FFT模块比幅比相选线算法中，三条线路的基波零Fig17FFTModuleOfTheFifthHarmonic序电流电压的幅值，示波器输出结果如下图VoltageComponentOfLine120-25所示。算法的五次谐波幅值幅值选线模块如图18所示，其五次谐波相角选线模块如图19所示，利用傅里叶算法提取其五次谐波分量，并通过示波器输出选线结果，其高电平输出为故障线路，低电平输出为非故障线路。A+I1_0_5RMSD-RMS_5LoRgMicSL1_5LogicL1FBCompar-1.0e-005atorI2_0_5RMS图20线路1故障-三条线路零序基波电流输出AI2_0_5RMSD+-RMS_5LoRgMicSL2_5LogicL2（不接地系统）F1.0e-005BCaotmorpar-Fig20Line1Fault-ZeroSequenceFundamentalI1_0_5RMSCurrentOutputOfThreeLines(NotGrounded)A+I3_0_5RMSD-RMS_5LoRgMicSL3_5LogicL3FBCompar-1.0e-005atorI1_0_5RMS图18五次谐波幅值选线模块Fig18FifthHarmonicAmplitudeLineSelectionModuledelta1_V5_I5AngleAV1_0_5Ph_sD+-ResolverSinLogic_5_Lpoh1gic_5_ph1图21线路1故障-三条线路零序基波电压输出FBCompar-I1_0_5Ph_s1.0e-006ator（不接地系统）Fig21Line1Failure-ZeroSequenceFundamentalVoltageOutputOfThreeLines(NotGrounded)delta2_V5_I5AngleAV2_0_5Ph_sD+-ResolverSinLogic_5_Lpoh2gic_5_ph2FBCompar-1.0e-006atorI2_0_5Ph_sdelta3_V5_I5AngleAV3_0_5Ph_sD+-ResolverSinLogic_5_Lpoh3gic_5_ph3图22线路2故障-三条线路零序基波电流输出FBCompar-1.0e-006atorI3_0_5Ph_s（不接地系统）图19五次谐波相角选线模块Fig22Line2Failure-ZeroSequenceFundamentalFig19FifthHarmonicPhaseAngleLineSelectionModuleCurrentOutputOfThreeLines(NotGrounded)-6-

62020年中国电机工程学会年会论文集图23线路2故障-三条线路零序基波电压输出图26线路1故障-零序基波比幅比相算法选线结（不接地系统）果（不接地系统）Fig23Line2Failure-ZeroSequenceFundamentalFig26Line1Fault-ZeroSequenceFundamentalVoltageOutputOfThreeLines(NotGrounded)WaveRatioAmplitudeComparisonAlgorithmLineSelectionResult(Ungrounded)图24线路3故障-三条线路零序基波电流输出（不接地系统）图27线路2故障-零序基波比幅比相算法选线结Fig24Line3Fault-ZeroSequenceFundamental果（不接地）CurrentOutputOfThreeLines(NotGrounded)Fig27Line2Fault-ZeroSequenceFundamentalWaveRatioAmplitudeComparisonAlgorithmLineSelectionResult(Ungrounded)图25线路3故障-三条线路零序基波电压输出（不接地系统）图28线路3故障-零序基波比幅比相算法选线结Fig25Line3Failure-ZeroSequenceFundamentalVoltageOutputOfThreeLines(NotGrounded)果（不接地系统）Fig28Line3Fault-ZeroSequenceFundamentalWaveRatioAmplitudeComparisonAlgorithm从故障输出的零序基波电流电压可以看LineSelectionResult(Ungrounded)出，故障特点与理论分析一致。（2）五次谐波选线算法在不接地系统中的仿经过选线模块，零序基波比幅比相算法的真选线结果如下图26-28所示。高电平表示故障五次谐波选线算法中，三条线路的故障电线路，因此该算法能正确选线。流五次谐波分量幅值、电流电压夹角，其示波器输出结果如下29-34所示。-7-

72020年中国电机工程学会年会论文集图29线路1故障-三条线路的故障电流五次谐波图33线路3故障-三条线路的故障电流五次谐波分量幅值（不接地系统）分量幅值（不接地系统）Fig29Line1Fault-TheAmplitudeOfTheFifthFig33Line3Fault-TheAmplitudeOfTheFifthHarmonicComponentOfTheFaultCurrentOfHarmonicComponentOfTheFaultCurrentOfTheThreeLines(NotGrounded)TheThreeLines(NotGrounded)图30线路1故障-三条线路五次谐波电流电压夹角输出（不接地系统）图34线路3故障-三条线路五次谐波电流电压夹Fig30Line1Fault-TheFifthHarmonicCurrent角输出（不接地系统）AndVoltageAngleOutputOfThreeLines(NotFig34Line3Fault-TheFifthHarmonicCurrentGrounded)AndVoltageAngleOutputOfThreeLines(NotGrounded)从故障输出的故障电流电压的五次谐波分量可以看出，故障特点与理论分析一致。经过选线模块，零序基波比幅比相算法的选线结果如下图35-37所示。高电平表示故障线路，因此该算法能正确选线。图31线路2故障-三条线路的故障电流五次谐波分量幅值（不接地系统）Fig31Line2Fault-TheAmplitudeOfTheFifthHarmonicComponentOfTheFaultCurrentOfTheThreeLines(NotGrounded)图35线路1故障-五次谐波选线结果（不接地系统）Fig35Line1Fault-FifthHarmonicLineSelectionResult(NotGrounded)图32线路2故障-三条线路五次谐波电流电压夹角输出（不接地系统）Fig32Line2Fault-TheFifthHarmonicCurrentAndVoltageAngleOutputOfThreeLines(NotGrounded)-8-

82020年中国电机工程学会年会论文集图36线路2故障-五次谐波选线结果（不接地系图38线路1故障-三条线路零序基波电流输出统）（消弧线圈接地）Fig36Line2Fault-FifthHarmonicLineSelectionFig38Line1Failure-ZeroSequenceFundamentalResult(NotGrounded)CurrentOutputOfThreeLines(ArcSuppressionCoilIsGrounded)图37线路3故障-五次谐波选线结果（不接地系图39线路1故障-三条线路零序基波电压输出统）（消弧线圈接地）Fig37Line3Fault-FifthHarmonicLineSelectionFig39Line1Fault-ZeroSequenceFundamentalResult(NotGrounded)VoltageOutputOfThreeLines(ArcSuppressionCoilIsGrounded)综上，在中性点不接地的情况下，零序基波电流比幅比相可以很好的选出故障线路，5次谐波选线也可以选出故障线路，但5次谐波具有衰减特性，在故障进入稳态后，5次谐波消失。3.2中性点经消弧线圈接地系统仿真图40线路2故障-三条线路零序基波电流输出保持系统参数和线路参数不变，设置中性（消弧线圈接地）点不接地系统下的仿真工况，保持故障点和故Fig40Line2Failure-ZeroSequenceFundamentalCurrentOutputOfThreeLines(ArcSuppression障类型不变，在线路1、线路2、线路3全长处CoilIsGrounded)发生A相接地故障（1）零序基波比幅比相选线算法在经消弧线圈接地系统的仿真比幅比相选线算法中，三条线路的基波零序电流电压的幅值，示波器输出结果如下图38-43所示。图41线路2故障-三条线路零序基波电压输出（消弧线圈接地）Fig41Line2Fault-ZeroSequenceFundamentalVoltageOutputOfThreeLines(ArcSuppressionCoilIsGrounded)-9-

92020年中国电机工程学会年会论文集图42线路3故障-三条线路零序基波电流输出图45线路2故障-零序基波比幅比相算法选线结（消弧线圈接地）果（消弧线圈接地）Fig42Line3Failure-ZeroSequenceFundamentalFig45Line2Fault-ZeroSequenceFundamentalCurrentOutputOfThreeLines(ArcSuppressionWaveRatioAmplitudeComparisonAlgorithmCoilIsGrounded)LineSelectionResult(ArcSuppressionCoilGrounded)图43线路3故障-三条线路零序基波电压输出（消弧线圈接地）图46线路3故障-零序基波比幅比相算法选线结Fig43Line3Fault-ZeroSequenceFundamental果（消弧线圈接地）VoltageOutputOfThreeLines(ArcSuppressionFig46Line3Fault-ZeroSequenceFundamentalCoilIsGrounded)WaveRatioAmplitudeComparisonAlgorithmLineSelectionResult(ArcSuppressionCoilGrounded)从故障输出的故障电流电压的五次谐波分量可以看出，故障特点与理论分析一致。（2）五次谐波选线算法在经消弧线圈接地系经过选线模块，零序基波比幅比相算法的统的仿真选线结果如下图44-46所示。高电平表示故障五次谐波选线算法中，三条线路的故障电线路，流五次谐波分量幅值、电流电压夹角，其示波从选线结果可以看出，零序基波比幅比相器输出结果如下图47-52所示。算法受接地消弧线圈电感影响，无法正确选线。图47线路1故障-三条线路的故障电流五次谐波分量幅值（消弧线圈接地）图44线路1故障-零序基波比幅比相算法选线结Fig47Line1Fault-TheAmplitudeOfTheFifth果（消弧线圈接地）HarmonicComponentOfTheFaultCurrentOfTheThreeLines(TheArcSuppressionCoilIsFig44Line1Fault-ZeroSequenceFundamentalGrounded)WaveRatioAmplitudeComparisonAlgorithmLineSelectionResult(ArcSuppressionCoilGrounded)-10-

102020年中国电机工程学会年会论文集图48线路1故障-三条线路五次谐波电流电压夹图51线路3故障-三条线路的故障电流五次谐波角输出（消弧线圈接地）分量幅值（消弧线圈接地）Fig48Line1Fault-TheFifthHarmonicCurrentFig51Line3Fault-TheAmplitudeOfTheFifthAndVoltageAngleOutputOfThreeLines(ArcHarmonicComponentOfTheFaultCurrentOfSuppressionCoilIsGrounded)TheThreeLines(TheArcSuppressionCoilIsGrounded)图49线路2故障-三条线路的故障电流五次谐波图52线路3故障-三条线路五次谐波电流电压夹分量幅值（消弧线圈接地）角输出（消弧线圈接地）Fig49Line2Fault-TheAmplitudeOfTheFifthFig52Line3Fault-TheFifthHarmonicCurrentHarmonicComponentOfTheFaultCurrentOfAndVoltageAngleOutputOfThreeLines(ArcTheThreeLines(TheArcSuppressionCoilIsSuppressionCoilIsGrounded)Grounded)经过选线模块，零序基波比幅比相算法的选线结果如下图53-55所示。高电平表示故障线路，图50线路2故障-三条线路五次谐波电流电压夹角输出（消弧线圈接地）Fig50Line2Fault-TheFifthHarmonicCurrentAndVoltageAngleOutputOfThreeLines(Arc图53线路1故障-五次谐波选线结果（经消弧线SuppressionCoilIsGrounded)圈接地）Fig53Line1Fault-FifthHarmonicLineSelectionResult(GroundedViaArcSuppressionCoil)-11-

112020年中国电机工程学会年会论文集参考文献[1]苏宏升,张耘川.小电流接地系统故障定位方法综述[J].电源技术,2015(04):867-870.[2]张耘川,苏宏升.小电流接地系统故障定位新方法[J].电力系统及其自动化学报,2015,27(2):32-38.[3]张林利,张毅,薛永端,等.考虑系统不对称的小电流接地故障相识别[J].电力自动化设备,2019,39(04):30-35.[4]王雪文,石访,张恒旭,等.基于暂态能量的小电流接图54线路2故障-五次谐波选线结果（经消弧线地系统单相接地故障区段定位方法[J].电网技术,2019.圈接地）[5]苑博,邱湘可.基于PSCAD/EMTDC的小电流接地系统单相接地故障的仿真研究[J].电子设计工程,2015,Fig54Line2Fault-FifthHarmonicLineSelectionResult(GroundedViaArcSuppressionCoil)23(004):36-39.[6]吴秀全,张水平.小电流接地系统单相故障的改进小扰动选线法[J].广东电力,2015,000(004):86-90.[7]韦莉珊,贾文超,焦彦军.基于导纳不对称原理的小电流接地系统选线方案[J].电力自动化设备,2020,v.40;No.311(03):168-173.[8]程启明,高杰,王晓卫,等.基于优化双稳态去噪的小电流接地系统故障选线方法[J].高电压技术,2018,044(011):3483-3492.[9]程斌,李睿,张亮,等.基于蜂群深度神经网络的小电流接地故障选线方法[J].机床与液压,2019,047(018):159-163.[10]李海锋,陈嘉权,曾德辉,等.小电阻接地系统高灵敏图55线路3故障-五次谐波选线结果（经消弧线性零序电流保护[J].电力自动化设备,2018,圈接地）038(009):198-204.Fig55Line3Fault-FifthHarmonicLineSelection[11]孙其东,张开如,宋祥民,等.基于5次谐波能量和Result(GroundedViaArcSuppressionCoil)LM—Elman的配电网单相故障选线[J].工矿自动化,2016,42(008):61-64.[12]刘渝根,王建南,马晋佩,等.结合小波包变换和5次谐综上，在中性点经消弧线圈接地的情况波法的谐振接地系统综合故障选线方法[J].高电压技术,下，消弧线圈的存在会影响基波电流比相的识2015,41(005):1519-1525.[13]张淑清,马跃,李盼,等.基于改进的广义谐波小波包别，而5次谐波仍然能够可靠识别故障线路。分解和混沌振子的小电流接地系统故障选线[J].电工技术学报,2015(03):19-26+49.4结论[14]任志玲,张媛媛.基于改进的HHT变换和信心度的配电网故障选线[J].电力系统保护与控制,2015(10):8-13.通过PSCAD仿真，在中性点不接地系统[15]董爱华,张小洁.基于PSO-SVM的小电流接地故障选和中性点经消弧线圈接地系统，这两个系统中线方法[J].计算机工程与设计,2015(07):1886-1890.[16]张美金,郐育,才志君,等.零序电流分量改进的多判设置相同的仿真工况，分别在线路1、线路2、据融合故障选线定位[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2020,v.39;No.245(01):73-79.线路3的全长处发生A相接地故障。通过零[17]梁建英,刘志明.消除相互影响的基波及谐波相量测量序基波比幅比相选线算法和五次谐波选线算算法[J].西南交通大学学报,2016,051(004):736-742.[18]何瑞江,胡志坚,王天一.计及分布式电源注入谐波的法分别进行故障选线。谐振接地系统故障选线方法[J].电网技术,2019,在中性点不接地的情况下，零序基波电流43(02):348-358.[19]赖平,周想凌,邱丹.小电流接地系统暂态电流频率特比幅比相可以很好的选出故障线路，五次谐波性分析及故障选线方法研究[J].电力系统保护与控制,选线也可以选出故障线路。2015,43(4):51-57.[20]戴栩生,黄纯,叶倩,等.基于暂态相关性分析的小电在中性点经消弧线圈接地的情况下，消弧流接地故障选线方法[J].中国电力,2015,48(001):81-86.线圈的存在会影响基波电流比相的识别，而五次谐波仍然能够可靠识别故障线路。收稿日期：作者简介：但五次谐波具有衰减特性，在故障进入稳钟臻（1991-），女，畲族，硕士研究生，工程师，主要研究电态后，五次谐波消失。力系统继电保护与自动化、电力系统可靠性-12-