我国配电网,普遍采用中性点不接地或中性点经消弧线圈接地方式,在这些电网中单相接地故障是最常见的故障之一,故障率最高,快速准确地发现故障、排除故障,利于电网安全、可靠、经济运行,利于配电自动化的实现。小电流接地系统故障定位包括接地故障选线及测距两个方面内容,一要选准故障支路,二要测出监测装置到故障点的距离。由于配电网节点和支路繁多,且呈多级辐射状分布,确定故障点到测量点的电气距离与找准故障支路,难度很大。本文从选线和测距两个方面研究了单相接地故障定位这个难题。 首先,在总结小电流接地系统的特点及研究现状的基础上,进一步建模仿真分析研究了小电流接地系统发生单相接地故障时零序电流、零序电压、电压相模变换、电流相模变换的特征。 然后,比较现有各种选线方法的优缺点,为弥补现有选线方法对接地过渡电阻、消弧线圈自适应能力差及对故障发生时刻暂态信号捕获能力不强的缺点,为解决从变电站出口选出单相接地故障线路的问题,提出了基于电压互感器注入信号干扰零序电流的波形识别法及其与小波分析法、能量法结合的综合选线法。此法耐过渡电阻能力较强,可达几千欧级;容易区别变电站母线故障与线路故障、正常线路与故障线路;也克服了单一原理制成的装置对于各种接地故障环境不适应的缺点。并利用MATLAB/SIMULINK/PSB进行了建模仿真研究,仿真结果表明以零序电流波形法为核心的综合选线法的正确性。 最后,在比较现有各种测距方法优缺点的基础上,为达到准确探测故障分支线路,精确定位故障点,提出了基于电压互感器注入信号和小波分析电力线路行波信号的配电网单相接地故障在线定位方法。利用神经网络跟踪分析配电网各节点及接地故障点小波变换模极大值的变化,从而确定故障分支线路;利用模极大值的位置信息确定测量点与故障点的电气距离,并通过调节注入信号的大小多次定位故障,提高定位的准确性。应用该方法进行故障定位不受接地电阻的限制。仿真结果表明此方法是可行的,能够准确地定位故障支路及故障点。