一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，首先采集配电线路两端的零序电压和零序电流；根据配电线路两端的零序电压和零序电流来判断计算状态，当检测到配电线路两端的零序电流电压时；当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端有零序电流时；当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端无检测电流电压时，依据线路分布参数电路模型计算配电线路的故障点；本发明就单相接地故障点定位方法给出配电网应用的适用条件；三种情况故障测距是单相接地瞬间零序电压和零序电流的捕捉；利用基于线路分布参数电路模型的单相接地故障测距原理，仅需在主干线路节点和重要分支节点装设配电终端采集线路零序电压、零序电流即可。

权利要求

1.一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：采集配电线路两端的零序电压和零序电流；

S2：根据配电线路两端的零序电压和零序电流来判断计算状态，当计算状态满足下列条件时，并按以下对应的方式进行线路故障搜索：S21：当检测到配电线路两端的零序电流电压时，依据线路分布参数电路模型计算线路一端的零序电压vFM和另一端的零序电压vFN，并在配电线路上搜索与零序电压vFM和vFN相一致的点即为配电线路的故障点；

S22：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端有零序电流时，获取故障点F的检测零序电压 和检测零序电流根据配电线路分布参数电路模型故障点F点的检测零序电压 和检测零序电流 计算配电线路一端的零序电流得到计算零序电流将计算零序电流 和检测零序电流 进行比较，如果计算零序电流 和检测零序电流 相同，则故障点F是接地故障点；

如果不相同，返回继续搜索计算；

S23：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端无检测电流电压时，计算故障点F点正序电流 和正序电流计算过渡电阻ZF上的零序电流 正序电流 和负序电流判断过渡电阻零序电流 正序电流 和负序电流 是否相等，如果相等，则该点为故障点；

如果不相等，则返回重新进行；

S3：存储并输出故障点。

2.如权利要求1所述的基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，其特征在于：还包括以下步骤：当故障点F的故障相电压 等于零时，则故障相电压 等于零的点为故障点。

3.如权利要求1所述的基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，其特征在于：还包括以下步骤：通过获取故障相电压 和接地过渡电阻ZF上流过的过渡电阻零序电流 计算接地过渡电阻ZF，比较接地过渡电阻ZF的变化，得到单相接地故障的性质。

4.如权利要求1所述的基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，其特征在于：所述检测零序电流iNF0是通过以下步骤来计算的：根据瞬时信号正弦函数表示方法的瞬时相位原理，采用基于希尔伯特变换的正弦函数表示方法，获得故障相电压vF(t)和M端流进的零序电流 正弦函数表示：式中， 表示、ψvF(t)表示、 表示、 表示，ω取工频角频率；将 进行正弦函数表示：式中， 分别为多项式函数；由于 且 瞬时相位与 瞬时相位相同，有：

依据上式，利用一个时间段里的 ψvF(t)、 值，应用最小二乘法可求取 多项式函数的系数；

根据确定的 多项式函数计算出检测零序电流

5.如权利要求1所述的基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，其特征在于：所述配电线路两端的零序电压和零序电流采集是通过设置于配电线路两端的采集终端来获取的；所述采集终端布置于配电线路主干配电线路和预设分支配电线路。

6.一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距系统，其特征在于：包括配电自动化主站、通信系统和配电自动化终端；

所述配电自动化终端设置于配电线路上用于采集配电线路两端的电参数，所述电参数包括零序电压和零序电流；

配电主站是配电网自动化系统的上层系统，完成对配网系统各种在线设备的监测和控制，并对线路发生的故障进行处理；

所述通信系统将配电终端采集的配电线路电参数上传到配电自动化主站；并接收配电自动化主站下传的控制命令；

所述配电自动化主站接收配电自动化终端上传的电参数信息并根据线路分布参数电路模型计算出配电线路上故障点距离。

7.如权利要求6所述的基于配电自动化系统的单相接地故障测距系统，其特征在于：所述故障点距离的计算按照以下步骤来进行：S1：获取配电线路两端的零序电压和零序电流；

S2：根据配电线路两端的零序电压和零序电流来判断计算状态，当计算状态满足下列条件时，并按以下对应的方式进行线路故障搜索：S21：当检测到配电线路两端的零序电流电压时，依据线路分布参数电路模型计算线路一端的零序电压vFM和另一端的零序电压vFN，并在配电线路上搜索与零序电压vFM和vFN相一致的点即为配电线路的故障点；

S22：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端有零序电流时，获取故障点F的检测零序电压 和检测零序电流根据配电线路分布参数电路模型故障点F点的检测零序电压 和检测零序电流 计算配电线路一端的零序电流得到计算零序电流将计算零序电流 和检测零序电流 进行比较，如果计算零序电流 和检测零序电流 相同，则故障点F是接地故障点；

如果不相同，返回继续搜索计算；

S23：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端无检测电流电压时，计算故障点F点正序电流 和正序电流计算过渡电阻ZF上的零序电流 正序电流 和负序电流判断过渡电阻零序电流 正序电流 和负序电流 是否相等，如果相等，则该点为故障点；

如果不相等，则返回重新进行；

S3：存储并输出故障点。

8.如权利要求6所述的基于配电自动化系统的单相接地故障测距系统，其特征在于：还包括以下步骤：当故障点F的故障相电压 等于零时，则故障相电压 等于零的点为故障点；

通过获取故障相电压 和接地过渡电阻ZF上流过的过渡电阻零序电流 计算接地过渡电阻ZF，比较接地过渡电阻ZF的变化，得到单相接地故障的性质；

所述配电线路两端的零序电压和零序电流采集是通过设置于配电线路两端的采集终端来获取的；所述采集终端布置于配电线路主干配电线路和预设分支配电线路。

9.如权利要求6所述的基于配电自动化系统的单相接地故障测距系统，其特征在于：所述检测零序电流iNF0是通过以下步骤来计算的：根据瞬时信号正弦函数表示方法的瞬时相位原理，采用基于希尔伯特变换的正弦函数表示方法，获得故障相电压vF(t)和M端流进的零序电流 正弦函数表示：式中， 表示、ψvF(t)表示、 表示、 表示，ω取工频角频率；将 进行正弦函数表示：式中， 分别为多项式函数；由于 且 瞬时相位与 瞬时相位相同，有：

依据上式，利用一个时间段里的 ψvF(t)、 值，应用最小二乘法可求取 多项式函数的系数；

根据确定的 多项式函数计算出检测零序电流

说明书

一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及配电网线路领域，特别是一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法。

背景技术

[0002] 目前，应用于配电线路的故障测距装置大多数是基于阻抗测距原理的单端测距装置。在双边供电方式下这种测距方法在原理上受过渡电阻的影响较大，因此要保证良好而稳定的测距精度将是十分困难的。

[0003] 测距精度在配电网线路故障测距中有着极其重要的意义，它直接影响到线路故障的查找和排除故障时间的长短。测距精度高可以缩短抢修时间，快速恢复供电，减少经济损失。

[0004] 因此，需要一种在不同故障类型条件下计算出的故障点的方法。

发明内容

[0005] 本发明的目的就是提供一种在不同故障类型条件下计算出的故障点的方法。

[0006] 本发明的目的是通过这样的技术方案实现的：

[0007] 本发明提供的一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，包括以下步骤：

[0008] S1：采集配电线路两端的零序电压和零序电流；

[0009] S2：根据配电线路两端的零序电压和零序电流来判断计算状态，当计算状态满足下列条件时，并按以下对应的方式进行线路故障搜索：

[0010] S21：当检测到配电线路两端的零序电流电压时，依据线路分布参数电路模型计算线路一端的零序电压vFM和另一端的零序电压vFN，并在配电线路上搜索与零序电压vFM和vFN相一致的点即为配电线路的故障点；

[0011] S22：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端有零序电流时，[0012] 获取故障点F的检测零序电压vF0和检测零序电流iNF0；

[0013] 根据配电线路分布参数电路模型故障点F点的检测零序电压vF0和检测零序电流iNF0计算配电线路一端的零序电流得到计算零序电流iN0，

[0014] 将计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0进行比较，如果计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0相同，则故障点F是接地故障点；

[0015] 如果不相同，返回继续搜索计算；

[0016] S23：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端无检测电流电压时，[0017] 计算故障点F点正序电流iNF1和正序电流iNF2；

[0018] 计算过渡电阻ZF上的零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2；

[0019] 判断过渡电阻零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2是否相等，如果相等，则该点为故障点；

[0020] 如果不相等，则返回重新进行；

[0021] S3：存储并输出故障点。

[0022] 进一步，还包括以下步骤：

[0023] 当故障点F的故障相电压vF等于零时，则故障相电压vF等于零的点为故障点。

[0024] 进一步，还包括以下步骤：

[0025] 通过获取故障相电压vF和接地过渡电阻ZF上流过的过渡电阻零序电流iF0计算接地过渡电阻ZF，比较接地过渡电阻ZF的变化，得到单相接地故障的性质。

[0026] 进一步，所述检测零序电流iNF0是通过以下步骤来计算的：

[0027] 根据瞬时信号正弦函数表示方法的瞬时相位原理，采用基于希尔伯特变换的正弦函数表示方法，获得故障相电压vF(t)和M端流进的零序电流 正弦函数表示：

[0028]

[0029]

[0030] 式中， 表示、ψvF(t)表示、 表示、 表示，ω取工频角频率；将iNF0进行正弦函数表示：

[0031]

[0032] 式中， 分别为多项式函数；由于iF0＝iMF0+iNF0，且vF瞬时相位与iF0瞬时相位相同，有：

[0033]

[0034] 依据上式，利用一个时间段里的 ψvF(t)、 值，应用最小二乘法可求取 多项式函数的系数；

[0035] 根据确定的 多项式函数计算出检测零序电流iNF0。

[0036] 进一步，所述配电线路两端的零序电压和零序电流采集是通过设置于配电线路两端的采集终端来获取的；所述采集终端布置于配电线路主干配电线路和预设分支配电线路。

[0037] 本发明提供了一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距系统，包括配电自动化主站、通信系统和配电自动化终端；

[0038] 所述配电自动化终端设置于配电线路上用于采集配电线路两端的电参数，所述电参数包括零序电压和零序电流；

[0039] 配电主站是配电网自动化系统的上层系统，完成对配网系统各种在线设备的监测和控制，并对线路发生的故障进行处理；

[0040] 所述通信系统将配电终端采集的配电线路电参数上传到配电自动化主站；并接收配电自动化主站下传的控制命令；

[0041] 所述配电自动化主站接收配电自动化终端上传的电参数信息并根据线路分布参数电路模型计算出配电线路上故障点距离。

[0042] 进一步，所述故障点距离的计算按照以下步骤来进行：

[0043] S1：获取配电线路两端的零序电压和零序电流；

[0044] S2：根据配电线路两端的零序电压和零序电流来判断计算状态，当计算状态满足下列条件时，并按以下对应的方式进行线路故障搜索：

[0045] S21：当检测到配电线路两端的零序电流电压时，依据线路分布参数电路模型计算线路一端的零序电压vFM和另一端的零序电压vFN，并在配电线路上搜索与零序电压vFM和vFN相一致的点即为配电线路的故障点；

[0046] S22：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端有零序电流时，[0047] 获取故障点F的检测零序电压vF0和检测零序电流iNF0；

[0048] 根据配电线路分布参数电路模型故障点F点的检测零序电压vF0和检测零序电流iNF0计算配电线路一端的零序电流得到计算零序电流iN0，

[0049] 将计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0进行比较，如果计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0相同，则故障点F是接地故障点；

[0050] 如果不相同，返回继续搜索计算；

[0051] S23：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端无检测电流电压时，[0052] 计算故障点F点正序电流iNF1和正序电流iNF2；

[0053] 计算过渡电阻ZF上的零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2；

[0054] 判断过渡电阻零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2是否相等，如果相等，则该点为故障点；

[0055] 如果不相等，则返回重新进行；

[0056] S3：存储并输出故障点。

[0057] 进一步，还包括以下步骤：

[0058] 当故障点F的故障相电压vF等于零时，则故障相电压vF等于零的点为故障点；

[0059] 通过获取故障相电压vF和接地过渡电阻ZF上流过的过渡电阻零序电流iF0计算接地过渡电阻ZF，比较接地过渡电阻ZF的变化，得到单相接地故障的性质；

[0060] 所述配电线路两端的零序电压和零序电流采集是通过设置于配电线路两端的采集终端来获取的；所述采集终端布置于配电线路主干配电线路和预设分支配电线路。

[0061] 进一步，所述检测零序电流iNF0是通过以下步骤来计算的：

[0062] 根据瞬时信号正弦函数表示方法的瞬时相位原理，采用基于希尔伯特变换的正弦函数表示方法，获得故障相电压vF(t)和M端流进的零序电流 正弦函数表示：

[0063]

[0064]

[0065] 式中， 表示、ψvF(t)表示、 表示、 表示，ω取工频角频率；将iNF0进行正弦函数表示：

[0066]

[0067] 式中， 分别为多项式函数；由于iF0＝iMF0+iNF0，且vF瞬时相位与iF0瞬时相位相同，有：

[0068]

[0069] 依据上式，利用一个时间段里的 ψvF(t)、 值，应用最小二乘法可求取 多项式函数的系数；

[0070] 根据确定的 多项式函数计算出检测零序电流iNF0。

[0071] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

[0072] 本发明采用基于线路分布参数电路模型的单相接地故障测距方法的理论基础，除线路分布参数电路模型外，还有瞬时信号的正弦函数表示方法。对不同电网结构、不同接地方式以及不同气候条件下的各种单相接地故障的适应性；对过渡电阻(不低于2000欧)，就单相接地故障点定位方法给出配电网应用的适用条件；三种情况故障测距是单相接地瞬间零序电压和零序电流的捕捉、采集的电压电流信号的现场干扰去除、电流互感器极性的校正，第二、三种情况的是瞬时信号正弦函数表示的求取、故障点对侧线路的序分量电流的求取，第二种情况的还有两个检测点采集数据的同步处理。

[0073] 而当前配电自动化终端不能实现不同接地系统下单相接地等故障特征信息的采集及传输，导致配电自动化系统对单相接地故障定位问题尚不能很好地解决。

[0074] 利用基于线路分布参数电路模型的单相接地故障测距原理，仅需在主干线路节点和重要分支节点装设配电终端采集线路零序电压、零序电流即可。

[0075] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

[0076] 本发明的附图说明如下。

[0077] 图1为本发明的基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法示意图。

[0078] 图2为本发明的线路单相接地故障的零序网络示意图。

具体实施方式

[0079] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0080] 实施例1

[0081] 如图所示，本实施例提供的一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，其特征在于：包括以下步骤：

[0082] S1：采集配电线路两端的零序电压和零序电流；

[0083] S2：根据配电线路两端的零序电压和零序电流来判断计算状态，当计算状态满足下列条件时，并按以下对应的方式进行线路故障搜索：

[0084] S21：当检测到配电线路两端的零序电流电压时，依据线路分布参数电路模型计算线路一端的零序电压vFM和另一端的零序电压vFN，并在配电线路上搜索与零序电压vFM和vFN相一致的点即为配电线路的故障点；

[0085] S22：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端有零序电流时，[0086] 获取故障点F的检测零序电压vF0和检测零序电流iNF0；

[0087] 根据配电线路分布参数电路模型故障点F点的检测零序电压vF0和检测零序电流iNF0计算配电线路一端的零序电流得到计算零序电流iN0，

[0088] 将计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0进行比较，如果计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0相同，则故障点F是接地故障点；

[0089] 如果不相同，返回继续搜索计算；

[0090] S23：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端无检测电流电压时，[0091] 计算故障点F点正序电流iNF1和正序电流iNF2；

[0092] 计算过渡电阻ZF上的零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2；

[0093] 判断过渡电阻零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2是否相等，如果相等，则该点为故障点；

[0094] 如果不相等，则返回重新进行；

[0095] S3：存储并输出故障点。

[0096] 还包括以下步骤：

[0097] 当故障点F的故障相电压vF等于零时，则故障相电压vF等于零的点为故障点。

[0098] 还包括以下步骤：

[0099] 通过获取故障相电压vF和接地过渡电阻ZF上流过的过渡电阻零序电流iF0计算接地过渡电阻ZF，比较接地过渡电阻ZF的变化，得到单相接地故障的性质。

[0100] 所述检测零序电流iNF0是通过以下步骤来计算的：

[0101] 根据瞬时信号正弦函数表示方法的瞬时相位原理，采用基于希尔伯特变换的正弦函数表示方法，获得故障相电压vF(t)和M端流进的零序电流 正弦函数表示：

[0102]

[0103] 式中， 表示、ψvF(t)表示、 表示、 表示，ω取工频角频率；将iNF0进行正弦函数表示：

[0104]

[0105] 式中， 分别为多项式函数；由于iF0＝iMF0+iNF0，且vF瞬时相位与iF0瞬时相位相同，有：

[0106]

[0107] 依据上式，利用一个时间段里的 ψvF(t)、 值，应用最小二乘法可求取 多项式函数的系数；

[0108] 根据确定的 多项式函数计算出检测零序电流iNF0。

[0109] 所述配电线路两端的零序电压和零序电流采集是通过设置于配电线路两端的采集终端来获取的；所述采集终端布置于配电线路主干配电线路和预设分支配电线路。

[0110] 本实施例提供的一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距系统，包括配电自动化主站、通信系统和配电自动化终端；

[0111] 所述配电自动化终端设置于配电线路上用于采集配电线路两端的电参数，所述电参数包括零序电压和零序电流；

[0112] 配电主站是配电网自动化系统的上层系统，完成对配网系统各种在线设备的监测和控制，并对线路发生的故障进行处理；

[0113] 所述通信系统将配电终端采集的配电线路电参数上传到配电自动化主站；并接收配电自动化主站下传的控制命令；

[0114] 所述配电自动化主站接收配电自动化终端上传的电参数信息并根据线路分布参数电路模型计算出配电线路上故障点距离。

[0115] 所述故障点距离的计算按照以下步骤来进行：

[0116] S1：获取配电线路两端的零序电压和零序电流；

[0117] S2：根据配电线路两端的零序电压和零序电流来判断计算状态，当计算状态满足下列条件时，并按以下对应的方式进行线路故障搜索：

[0118] S21：当检测到配电线路两端的零序电流电压时，依据线路分布参数电路模型计算线路一端的零序电压vFM和另一端的零序电压vFN，并在配电线路上搜索与零序电压vFM和vFN相一致的点即为配电线路的故障点；

[0119] S22：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端有零序电流时，[0120] 获取故障点F的检测零序电压vH0和检测零序电流iNF0；

[0121] 根据配电线路分布参数电路模型故障点F点的检测零序电压vF0和检测零序电流iNF0计算配电线路一端的零序电流得到计算零序电流iN0，

[0122] 将计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0进行比较，如果计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0相同，则故障点F是接地故障点；

[0123] 如果不相同，返回继续搜索计算；

[0124] S23：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端无检测电流电压时，[0125] 计算故障点F点正序电流iNF1和正序电流iNF2；

[0126] 计算过渡电阻ZF上的零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2；

[0127] 判断过渡电阻零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2是否相等，如果相等，则该点为故障点；

[0128] 如果不相等，则返回重新进行；

[0129] S3：存储并输出故障点。

[0130] 还包括以下步骤：

[0131] 当故障点F的故障相电压vF等于零时，则故障相电压vF等于零的点为故障点；

[0132] 通过获取故障相电压vF和接地过渡电阻ZF上流过的过渡电阻零序电流iF0计算接地过渡电阻ZF，比较接地过渡电阻ZF的变化，得到单相接地故障的性质；

[0133] 所述配电线路两端的零序电压和零序电流采集是通过设置于配电线路两端的采集终端来获取的；所述采集终端布置于配电线路主干配电线路和预设分支配电线路。

[0134] 所述检测零序电流iNF0是通过以下步骤来计算的：

[0135] 根据瞬时信号正弦函数表示方法的瞬时相位原理，采用基于希尔伯特变换的正弦函数表示方法，获得故障相电压vF(t)和M端流进的零序电流 正弦函数表示：

[0136]

[0137] 式中， 表示、ψvF(t)表示、 表示、 表示，ω取工频角频率；将iNF0进行正弦函数表示：

[0138]

[0139] 式中， 分别为多项式函数；由于iF0＝iMF0+iNF0，且vF瞬时相位与iF0瞬时相位相同，有：

[0140]

[0141] 依据上式，利用一个时间段里的 ψvF(t)、 值，应用最小二乘法可求取 多项式函数的系数；

[0142] 根据确定的 多项式函数计算出检测零序电流iNF0。

[0143] 实施例2

[0144] 如图所示，本实施例提供的一种基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，包括以下步骤：

[0145] S1：采集配电线路两端的零序电压和零序电流；

[0146] S2：判断配电线路两端的零序电压和零序电流检测状态满足下列何种条件，并按以下方式进行线路故障搜索：

[0147] S21：当检测到配电线路两端的零序电流电压时，依据线路分布参数电路模型计算线路任一点的零序电压vFM和vFN，并在配电线路上搜索与零序电压vFM和vFN相一致的点即为配电线路的故障点；

[0148] S22：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端有零序电流时，[0149] 获取故障点F的检测零序电压vF0和检测零序电流iNF0；

[0150] 根据配电线路分布参数电路模型故障点F点的检测零序电压vF0和检测零序电流iNF0计算配电线路一端的零序电流得到计算零序电流iN0，

[0151] 将计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0进行比较，如果计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0相同，则故障点F是接地故障点；

[0152] 如果不相同，返回步骤继续搜索计算。

[0153] S23：当检测到配电线路一端有三相电流电压，另一端无检测电流电压时，[0154] 计算故障点F点正序电流iNF1和正序电流iNF2；

[0155] 计算过渡电阻ZF上的零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2；

[0156] 判断过渡电阻零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2是否相等，如果相等，则该点为故障点；

[0157] 如果不相等，则返回重新进行；

[0158] S3：存储并输出故障点。

[0159] 还包括以下步骤：

[0160] 当故障点F的故障相电压vF等于零时，则故障相电压vF等于零的点为故障点。

[0161] 还包括以下步骤：

[0162] 通过获取故障相电压vF和接地过渡电阻ZF上流过的过渡电阻零序电流iF0计算接地过渡电阻ZF，比较接地过渡电阻ZF的变化，得到单相接地故障的性质。

[0163] 所述检测零序电流iNF0是通过以下步骤来计算的：

[0164] 根据瞬时信号正弦函数表示方法的瞬时相位原理，采用基于希尔伯特变换的正弦函数表示方法，获得故障相电压vF和M端流进的零序电流iMF0正弦函数表示：

[0165]

[0166] 式中， 表示、ψvF(t)表示、 表示、 表示，ω取工频角频率；将iNF0进行正弦函数表示，有

[0167]

[0168] 式中， 分别为多项式函数；由于iF0＝iMF0+iNF0，且vF瞬时相位与iF0瞬时相位相同，有：

[0169]

[0170] 依据上式，利用一个时间段里的 ψvF(t)、 值，应用最小二乘法可求取 多项式函数的系数；

[0171] 确定 多项式函数，随之iNF0可求取。

[0172] 所述配电线路两端的零序电压和零序电流采集是通过设置于配电线路两端的采集终端来获取的；所述采集终端布置于配电线路主干配电线路和预设分支配电线路。

[0173] 实施例3

[0174] 本实施例提供的基于配电自动化系统的单相接地故障测距方法，其中，基于线路分布参数电路模型的单相接地故障测距原理如下：

[0175] 在通过单相接地故障区段定位方法确定线路故障区段后，基于线路分布参数电路模型的单相接地故障测距原理分为三种情况进行叙述，分别是线路两端零序电流电压可检测情况、线路一端三相电流电压可检测另一端只检测零序电流情况、线路一端三相电流电压可检测另一端电流电压都不可检测情况。

[0176] 1)线路两端零序电流电压可检测情况

[0177] 参见图2，从线路两端M和N，给定距离x和 ，依据线路分布参数电路模型计算线路任一点的零序电压vFM和vFN，搜索线路找到零序电压vFM和vFN相一致的点就是故障点。

[0178] 2)线路一端三相电流电压可检测另一端只检测零序电流情况

[0179] 图2是线路单相接地故障的零序网络示意图，在图2中，线路两端M和N之间的距离为 ，检测点M和故障点F之间的距离为x，ZF为故障点接地过渡电阻。线路单相接地故障的正序和负序网络也可相同方式表示。

[0180] 给定距离x，依据线路分布参数电路模型由M端零序电压电流计算F点的零序电压vF0和M端流进的零序电流iMF0，同理可由M端正序和负序电压电流计算F点的正序电压vF1和负序电压vF2，得到F点的故障相电压vF，由于存在故障点接地过渡电阻ZF为纯阻性的特性，故障相电压vF相位与接地过渡电阻ZF上流过的接地电流iF0同相位。过渡电阻零序电流iF0相位与M端流进的零序电流iMF0相位相同，过渡电阻ZF是稳定的电阻，依据这两个条件就可搜索单相接地故障点。但是，实际情况下，iF0相位与iMF0相位有可能不一致，甚至出现较大差距，ZF也可能不是稳定的电阻，这就需要求出N端流进的检测零序电流iNF0，为了求出iNF0，引入瞬时信号正弦函数表示方法的瞬时相位原理，认为在任一时刻，故障点的vF瞬时相位与vF0瞬时相位相同，与ZF是不是稳定的电阻无关。应用基于希尔伯特变换的正弦函数表示方法，可获得vF和iMF0正弦函数表示，即：

[0181]

[0182] 式中，Φ(t)vF、Ψ(t)vF、Φ(t)iMF0、Ψ(t)iMF0唯一且已知，ω取工频角频率。将iNF0进行正弦函数表示，有

[0183]

[0184] 式中，Φ(t)iMF0、Ψ(t)iMF0可分别用一多项式函数表示。由于iF0＝iMF0+iNF0，且vF瞬时相位与iF0瞬时相位相同，有：

[0185]

[0186] 依据上式，利用一个时间段里的Φ(t)vF、Ψ(t)vF、Φ(t)iMF0、Ψ(t)iMF0值，应用最小二乘法可求取Φ(t)iMF0、Ψ(t)iMF0多项式函数的系数，也就是能确定Φ(t)iMF0、Ψ(t)iMF0多项式函数，随之iNF0可求取。

[0187] 在F点的零序电压vF0和零序电流iNF0已求取的情况下，依据线路分布参数电路模型由F点vF0和iNF0计算N端的零序电流得到计算零序电流iN0，将计算零序电流iN0和检测零序电流iNF0比较，二者一致，则F点是接地故障点；若不一致，继续搜索计算。

[0188] 在接地故障点搜索过程中，若以上故障点条件未满足就出现故障相电压vF等于零的情况，此时故障相电压vF等于零的点就是故障点。

[0189] 3)线路一端三相电流电压可检测另一端电流电压都不可检测情况

[0190] 参见图2，此时N端的零序电流iN0不可测。依照F点检测零序电流iNF0的求取方法，就正序和负序网络，计算F点正序电流iNF1和正序电流iNF2，因而过渡电阻ZF上的过渡电阻零序电流iF0、正序电流iF1和负序电流iF2可求取，iF0、iF1、iF2相等的点就是故障点，依据这一测距条件就可搜索接地故障点。

[0191] 在获取了故障相电压vF和接地过渡电阻ZF上流过的过渡电阻零序电流iF0，接地过渡电阻ZF可求出，借此ZF的变化，可分析单相接地故障的性质。

[0192] 基于线路分布参数电路模型的单相接地故障测距方法的理论基础除线路分布参数电路模型外，还有瞬时信号的正弦函数表示方法。研究的主要内容是对不同电网结构、不同接地方式、以及不同气候条件下的各种单相接地故障的适应性研究、对过渡电阻(不低于2000欧)的适应性研究，就单相接地故障点定位方法给出配电网应用的适用条件；三种情况故障测距研究的主要难点共同部分是单相接地瞬间零序电压和零序电流的捕捉、采集的电压电流信号的现场干扰去除、电流互感器极性的校正，第二、三种情况的研究难点是瞬时信号正弦函数表示的求取、故障点对侧线路的序分量电流的求取，第二种情况的研究难点还有两个检测点采集数据的同步处理。

[0193] 2、配电自动化系统及终端布点

[0194] 配电自动化系统的整体结构包括：配电自动化主站、通信系统和配电自动化终端。配电主站是配电网自动化系统的上层系统，完成对配网系统各种在线设备的监测和控制，并对线路发生的故障进行处理；通信系统是主站与配电终端系统信息交互的平台和纽带，是整个配电自动化系统的神经；配电自动化终端对通过传感器对线路电气量进行采集、处理和上传，并对配电设备进行监控。而当前配电自动化终端不能实现不同接地系统下单相接地等故障特征信息的采集及传输，导致配电自动化系统对单相接地故障定位问题尚不能很好地解决。

[0195] 利用基于线路分布参数电路模型的单相接地故障测距原理，仅需在主干线路节点和重要分支节点装设配电终端采集线路零序电压、零序电流即可。

[0196] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。