小电流接地系统故障选线和定位一直是配电网的重点研究问题,尤其是单相接地故障。油田电网挂接农网线路较多,且各采油厂野外环境比较复杂,发生单相接地故障的概率更高,一般在80%以上。发生小电流接地故障时,由于故障信号小、获取难度大以及间歇性电弧接地等因素影响,故障选线和定位难度大。目前许多油田电网变电站采用的故障选线和定位方法过于老旧,已无法满足油田电网配电自动化的要求。此外,由单相接地故障引起的停电事故对原油生产造成的影响和损失十分严重,因此需要研究一种适用于油田电网特点的架空线路远端单相接地故障自动监测的技术。本文分析了小电流接地系统发生单相接地故障时线路电压和电流的故障特征,根据所得故障特征、相对熵和故障测度函数理论对已有选线和定位算法进行了适当改进。在故障选线上,利用故障时各出线暂态相电流和暂态零序电流,提出一种基于故障暂态电流综合判据的选线方法;在故障定位上,采用区段定位方法,提出一种基于暂态零序电流幅值分布相似性原理的定位方法。此外,本文设计了以TMS320F28335 DSP(Digital Signal Processor)为控制核心的模拟选线装置和数据采集终端,并结合油田现场目前采用的微机小电流接地选线装置,就模拟选线装置和数据采集终端在供电、信号采样、数据通信等方面进行了硬件电路和软件程序设计。为了满足架空线路信息在线监测的要求,利用VB(Visual Basic)软件设计了监测系统电脑端软件,方便工作人员查看。根据油田电网线路数据,利用MATLAB/SIMULINK建立了油田配电网仿真模型,通过设置多种故障情况对所提选线和定位方法进行验证,特别对电弧性接地故障进行了仿真验证。此外,根据实验室现有条件,搭建了简易配电网模拟试验电路,对所提故障选线和故障定位方法、监测系统各部分硬件结构和软件程序进行了测试和可行性分析。经仿真和试验验证,该技术方案故障选线和定位准确度高,适合于油田电网这种自动化程度较低的电网,改造程度小,成本低。本文为油田配电网发生单相接地故障时自选线和定位提供了一种可行的技术方案,具有广阔的应用前景和较高的实用价值。