摘要：本文提出可利用暂态故障特征信息分量的方法，解决中低压配电网中多发的单相接地故障问题，并通过MATLAB软件仿真验证了该方法的准确性。通过基于单片机的系统硬件电路设计和软件系统开发，提高了装置运行的可靠性，确保了系统的可行性。

    0 引言
    在国民经济飞速发展的今天，提供优质安全的电能成为确保国家安全、满足经济需求的重要保障。小电流接地系统发生单相接地故障约占我国中低压配电网络故障的4/5。本文利用暂态故障特征信息分量来解决小电流接地系统中单相接地故障选线问题，从而确保电力系统的准确、可靠运行。通过MATLAB软件进行系统仿真，从而验证了该选线方法的有效性。选用Intel公司的16位单片机80C196KB芯片作为系统的 CPU模块，通过AD7572A进行信号转换，利用RS232、RS485实现系统通信，运用了80C196KB的三个软件定时器完成了系统的程序设计。

    1 小电流接地系统单相接地故障选线的意义
    中性点不接地方式及中性点经消弧线圈接地方式是我国配电网中目前主要采用的两种系统接地方式。电网中，单相接地故障发生的比例占接地故障总数的80％以上。由于缺少较为可靠的选线方式，电力部门只能用逐线拉路来寻找故障回路，选线效果很难达到要求，这就严重影响了整个供电网络的可靠性。开发出可靠性强、精确度高的单相接地故障检测装置，用于精确定位故障回路进行故障选线，是电网安全可靠运行的迫切需要。

    2 基于暂态零序无功功率故障选线
    小电流接地故障选线可依据稳态特征信息分量、暂态特征信息分量、负序电流等。图1和图2为中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障时网络等效图。如图所示，通过对暂态特征信息的分析，小电流接地电网中，中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统，均可得到一个特定的SFB。在SFB内，故障线路与非故障线路的暂态零序电流方向相反，可据此进行故障线路的判定。

    3  MATLAB仿真
    运用MATLAB软件进行小电流接地系统单相接地故障仿真，通过对接地电阻、故障发生时刻初始角、故障点位置等不同情况进行模拟仿真计算，验证了暂态零序无功功率故障选线的正确性。图3和图4为10 kV中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统仿真模型。

    4 硬件设计
    图5是系统硬件的总体结构图。CPU模块采用Intel公司的16位单片机80 C 196 KB芯片，该芯片实时性高、抗干扰能力强、可直接驱动电机类的执行元件；系统采用美国WSI公司的PSD芯片，配置范围宽、1/O端口灵活；零序电压信号通过CPU内部的集成A/D转换器进行转换，电流信号通过AD7572 A芯片进行转换；系统通信利用RS232、RS485芯片完成。

    5 软件设计
    系统采用80C196KB的三个软件定时器来完成交流信号采样、电压监视、故障处理等功能，程序总体设计框图如图6所示。

    6 结束语
    在小电流接地系统单相接地故障中，采用基于暂态零序无功功率的故障选线方法。通过对系统进行MATLAB仿真，充分验证了该选线方法的正确性。采用单片机80C196KB对系统进行硬件和软件设计，降低了系统的成本，提高了装置的可靠性。