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率。
10kV电网中除电厂所在线外，其余输电线路均为单侧电源线路。
电厂线路中不存在用户供电可靠性要求问题而存在非同期问题，因此通常将重合闸退出。
而其他输电线路则不考虑非同期问题，因此采用三相重合闸，线路发生故障时三跳三相重合闸。
当输电线路发生故障跳闸后，受电侧设备处于热备用状态，重合时会发生涌流冲击。
10kV保护动作时间通常是几毫秒到几百毫秒，因此利用0.2s的涌流衰减，就能躲过保护动作电流，所以建议重合闸成功率不高的线路，可以退出重合闸后加速，这样仅牺牲0.2s的动作时间，就能大大提高重合闸重合成功率。
类似的解决方案很多，大多为现场解决方案。
因此，应根据不同电压等级、当地电网特点、线路重要性等综合考虑。
如220kV 线路采用单相重合闸方式可以提高重合成功率；110kV线路采用三相重合闸方式，而重合闸后加速时的保护动作段应采用有灵敏度的距离二段、零序二段，才能躲开相应的励磁涌流；10kV线路则采用不带重合闸加速的方式，才有利于重合闸重合成功。
2.3自适应重合闸如前文所述，自动重合闸装置由于其效果突出，得到广泛应用，但其也存在一些问题：（1）不能区分瞬时故障和永久性故障，可能重合于永久性故障，使电网和电力设备都要再次承受故障的冲击，特别是对于断路器，需要短时间内经受2次断开故障电流的考验。
如果不能正确断开，则可能扩大事故范围。
（2）不能判别故障点是否已经熄弧，而是依据设定的固定时间将断路器再次投入。
虽然是瞬时故障，若故障点尚未熄弧，就会导致重合不成功。
为了解决这些问题，近年来对自适应重合闸进行了大量研究，以便能够区分瞬时故障和永久性故障，分辨故障点是否已经熄弧而确定重合时间。
3结语输电线路受多种因素影响而容易发生故障，其中又以瞬时故障居多。
本文在分析了输电线路发生故障特别是瞬时故障的原因后，介绍了自动重合闸装置能起到的重要作用，以及如何提高自动重合闸的成功率，同时还介绍了自适应重合闸技术。
这些技术的推广和应用，必将会降低输电线路的故障发生率，提高供电可靠性。
基于DSP的自适应单相自动重合闸的研究【摘要】介绍了采用数字信号处理器（dsp）实现自适应自动重合闸，根据电力线路工作和故障跳闸时采集的暂态量参数变化，利用bp 神经网络所构成的专家系统进行运算，从而确定是否重合闸，有效地解决了目前自动重合闸中合于永久性故障对电力系统造成的危害。
通过仿真试验结果分析，证明设计方案可满足实际要求。
【关键词】dsp；自适应重合闸；断路器；神经网络0.引言自动重合闸是保证电力系统安全供电和稳定运行的重要手段。
对于特高压输电线路发生单相接地故障的概率比较大，而接地故障主要有瞬时性故障和永久性故障，自动重合闸是针对瞬时性故障提高供电可靠性的一种有效措施。
当线路出现瞬时性故障时，继电保护使断路器跳闸，经过一定时间间隔后，自动重合闸装置arc （auto-reclosing controller）使断路器重新合上，以保证系统的安全供电。
瞬时性故障时，断路器跳闸后线路的绝缘性能（绝缘子和空气间隙）能得到恢复，重合闸能成功。
由于arc 无法判断故障是瞬时性还是永久性的，所以若重合于永久性故障时，将会使电力系统又一次受到故障电流的冲击，其危害超过正常状态下短路对系统的危害，因此判断故障类型是否正确决定了重合闸装置动作是否成功。
国内外学着做了大量的研究工作，出现了一些新的方法，如文献[1]利用相位判据，文献[2]利用暂态过程判据，还有其他的一些神经网络方法。
本文采用高速dsp作为数据处理核心，采用bp神经网络算法用于其中，提出了基于dsp的自适应单相自动重合闸。
建立特高压电网模型，通过大量的仿真试验表明了该方法的有效性和准确性。
1.自适应自动重合闸的基本思路提出了一种自适应自动重合闸，能有效的分辨故障类型从而提高合闸成功率。
其技术思路是在断路器跳闸和合闸前后用数字信号处理器（dsp）不断采样线路上各种暂态参数，再根据这些参数进行快速分析，然后确定重合闸是否重合[1]。
其工作流程如图1 所示。
三相不对称输电线路单相自适应重合闸摘要：本文提出了一种判断故障性质的新方法。
在不同的情况下，使用相应的阈值。
线路差模电压是频率接近电源频率的衰减周期分量，并且随着故障的性质而显着变化。
因此，差模电压的大小可用于有效地判断故障特性。
关键词：三相不对称线路；单相自适应重合闸；瞬时性故障；永久性故障1引言目前，继电保护的发展也为实现自适应重合闸提供了依据。
单相自适应重合闸已进入实用阶段，单相重合闸的故障特性判别方法主要通过恢复电压特性实现。
瞬态故障，二次电弧熄灭，断开相恢复电压的幅度较高；在永久性故障时，断开的相恢复电压的幅度较低。
因此，可以基于恢复电压的大小来确定故障的性质。
通常，电力系统要求传输线执行三相换位以平衡不对称电流。
然而，由于中国经济发展的区域不平衡，经济发达地区的负荷分布越来越密集，使得变电站在某些地区站立，许多输电线路根本不能满足规定的转换长度。
另外，传输线未被转置的事实将导致线路的三相参数的不对称。
当发生相故障并且故障相断路器跳闸时，断开相的相恢复电压将存在差异，这会基于恢复电压影响永久性故障鉴别部件的可靠性。
2 三相不换位输电线路恢复电压特性2.1三相不对称输电线路三相不对称传输线的等效参数等效电路如图1所示。
图中，ZA，ZB和ZC是各相的自阻抗；MAB，MAC和MBC是互感；CAB，CBC和CAC是相间电容，CA0，CB0和CC0是相对地电容，由于线路的三相不是转置的，因此线路的相间电感和电容不完全相等。
图 1 三相不对称输电线路集中参数等效电路2.2 瞬时性故障和永久性故障现有的“瞬时故障”和“永久性故障”概念对应于重合的成功，即瞬态故障发生时，巧合成功；在永久性故障的情况下，保护将在巧合之后再次发生。
随着自适应重合闸研究的发展，这种说法不够严谨。
由于影响重合闸成功的因素很多，因此通过重合是否成功来区分“瞬态故障”和“永久性故障”是不明确的。
它不利于自适应重合闸的研究，甚至影响适应性重合闸的实际推广。
输电线路单相自适应重合闸的应用研究作者：周丹来源：《无线互联科技》2014年第05期摘要：本文分析了矿区6KV架空输电线路发生单相接地故障时，永久性故障与瞬时性故障电弧燃烧的特性，提出一种符合矿区环境要求的动态小波能量法的自适应单相重合闸故障类型的判别方法。
关键词：单相重合闸；能量法；动态小波变换铁法矿区仅66KV和6KV的架空输电线路就累计长达600多公里，且架空线路多为穿越大地、河流、沉区等恶劣地带，此种地形容易使杆塔发生倒杆的事故。
同时，随着矿区线路的逐渐延伸，雷雨及风雪天气等极端天气的增多，都会造成单相接地故障。
据统计，在电力系统输电线路的故障中有70%～80%为单相接地故障，在超高压输电线路故障中，单相接地故障更是占到了90%以上。
目前，铁法矿区架空线路发生跳闸事故后，寻找故障点通用的方法为“撒网式”查线，此种方法受线路地域路况、巡线人员个体差异等因素的影响较大，而且恢复供电的时间也较长。
为克服上述方法的缺点，在调隆甲线、乙线，热隆甲线、乙线，四条架空输电线路上应用了自动重合闸技术。
自动重合闸技术可以大大提高安全供电和稳定运行的可靠度，但当重合于永久故障时，对系统造成的，甚至比短路时对系统的冲击更大，因此，本文提出了采用基于动态小波变换的单相自适应重合闸的方法。
该方法不但克服了传统自动重合闸的合闸盲目性，还大大提高了故障类型判别的精确性。
1 自适应重合闸的研究方向自适应重合闸的任务之一就是对故障性质的判别，即对瞬时故障和永久故障进行预先判断，以确定是否合闸。
当故障为瞬时性时，则可以重合，否则不予合闸，避免了传统自动重合闸的盲目重合性。
目前对单相自适应重合闸的研究方法，主要是依据瞬时性故障恢复电压和故障电弧特性。
如电压判据、相位判据，以及利用流过并联电抗器故障相的电流与中性点小电抗器的电流的幅值比法等。
这些方法受线路参数、负荷和过渡电阻等因素影响较大。
虽然利用瞬时性故障电弧特性的方法受负荷和过渡电阻等因素较小，并可以在熄弧之前判别故障类型，确保了重合时间，但多次谐波和整定值的计算较困难，如用复小波获得线路故障性质的方法，以及用电压谐波参数估计技术和能量比值方法等。
第35卷增刊继电器 Vol.35 Suppl. 2007年12月1日 RELAY Dec. 1, 2007自适应单相重合闸的研究现状及展望程玲1，吴剑波2（1/华北电力大学电力工程系，河北 保定 071003;2.国网运行有限公司宜昌超高压管理处葛洲坝换流站，湖北 宜昌 443000)摘要：简要分析了国内外单相自适应重合闸技术的现状和成果，并指出一些不足之处，随着大容量远距离输电和用电负荷快速增长，我国超高压电网规模不断扩大，特高压交、直流输电工程的启动，对单相自适应重合闸提出了新的挑战，也对单相自适应重合闸的发展提出了一些建议 。
关键词:单相自适应重合闸；瞬时故障与永久故障识别；数学形态学；特高压；暂态保护Present achievements and prospects of single-pole adaptive reclosureCheng Ling1, WU Jian-bo2(1.School of Electrical Engineering North China Electric Power University，Baoding 071003，China;2.Gezhouba Converting Plant, Yichang EHV Administration, Sate Grid Corporation of China,Yichang 443000, China) Abstract: The present status and research result of single-pole adaptive reclosure technology both home and abroad are analyzed,and point out some deficiencies;As the fast growth of load along with the large capacity long-distance range of electric transmission, the extra high voltage electrical network scale of our country expands unceasingly, the alternative junction the direct current transmission project of the ultra-high voltage starts, proposing the new challenge to the single- pole adaptive reclosure; Put forward some proposals to the single- pole adaptive reclosure on development.Key words: single-pole adaptive reclosure; identification of transient fault from permant fault; mathematic morphological; ultra high voltage; transient protection中图分类号：TM77 文献标识码： A 文章编号： 1003-4897(2007)S-0246-05 0 引言自动重合闸技术在我国架空输电线路上获得普遍应用，其目的是为了在瞬时故障消除后使线路重新投入运行。
输电线路单相自适应重合闸专家系统徐晨华，胡强（国网赣东北供电公司，江西乐平 333300）摘 要： 将集合经验模态分解（EEMD）边际谱熵方法融入单相自适应重合闸专家系统，以期提高输电线路故障识别效果。
采用ATP-EMTP对输电线路的瞬时性故障和永久性故障进行仿真，根据两者电压波形和频谱特征差异，实现基于EEMD边际谱熵方法的故障识别设计。
在单相自适应重合闸专家系统中，基于规则推理（RBR）采用EEMD边际谱熵对案例库进行更新，基于案例推理（CBR）采用欧氏距离法对故障的贴近度进行度量。
EEMD边际谱熵方法与专家系统相结合，既提高了规则库的灵活性，又实现了案例库的实时更新，可以更好地发挥各自的优势，大幅提高针对输电线路瞬时性故障和永久性故障识别的速度和准确率。
关键词： 重合闸；EEMD边际谱熵；专家系统；瞬时性故障；永久性故障中图分类号：TM 762.2 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 (2018) 05-037-05工业技术创新 URL : http: // DOI : 10.14103/j.issn.2095-8412.2018.05.008引言架空输电线路是电力系统中不可或缺的一部分，自动重合闸又是高压输电线路中必不可少的装置，对输电线路供电的安全性和可靠性起着重要作用。
传统重合闸技术无法对瞬时性故障和永久性故障进行识别，只是通过时延进行故障后的重合闸，也容易在永久性故障时发生重合闸。
因此，自适应重合闸技术的研究对整个电力系统的供电安全性和可靠性具有十分重要的意义。
自适应重合闸的技术关键就是实现故障类型的分辨：瞬时性故障时发生重合闸、永久性故障时不发生重合闸。
在已有研究中典型的方法有：经验模态分解法、小波分析法、电压判据法、智能算法和拍频电气量识别法等[1]。
戴永梁等[1]利用HHT 边际谱熵识别瞬时性故障和永久性故障，但HHT 边际谱熵中的经验模态分解（Empirical Mode Decomposition ，EMD ）无法克服模态混叠问题。
第35卷增刊继电器 Vol.35 Suppl. 2007年12月1日 RELAY Dec. 1, 2007自适应单相重合闸的研究现状及展望程玲1，吴剑波2（1/华北电力大学电力工程系，河北 保定 071003;2.国网运行有限公司宜昌超高压管理处葛洲坝换流站，湖北 宜昌 443000)摘要：简要分析了国内外单相自适应重合闸技术的现状和成果，并指出一些不足之处，随着大容量远距离输电和用电负荷快速增长，我国超高压电网规模不断扩大，特高压交、直流输电工程的启动，对单相自适应重合闸提出了新的挑战，也对单相自适应重合闸的发展提出了一些建议 。
关键词:单相自适应重合闸；瞬时故障与永久故障识别；数学形态学；特高压；暂态保护Present achievements and prospects of single-pole adaptive reclosureCheng Ling1, WU Jian-bo2(1.School of Electrical Engineering North China Electric Power University，Baoding 071003，China;2.Gezhouba Converting Plant, Yichang EHV Administration, Sate Grid Corporation of China,Yichang 443000, China) Abstract: The present status and research result of single-pole adaptive reclosure technology both home and abroad are analyzed,and point out some deficiencies;As the fast growth of load along with the large capacity long-distance range of electric transmission, the extra high voltage electrical network scale of our country expands unceasingly, the alternative junction the direct current transmission project of the ultra-high voltage starts, proposing the new challenge to the single- pole adaptive reclosure; Put forward some proposals to the single- pole adaptive reclosure on development.Key words: single-pole adaptive reclosure; identification of transient fault from permant fault; mathematic morphological; ultra high voltage; transient protection中图分类号：TM77 文献标识码： A 文章编号： 1003-4897(2007)S-0246-05 0 引言自动重合闸技术在我国架空输电线路上获得普遍应用，其目的是为了在瞬时故障消除后使线路重新投入运行。
由于绝大部分故障是瞬时性故障，因此采用自动重合闸可大大提高供电的可靠性，提高电力系统并列运行的稳定性。
但目前的重合闸技术有以下两个主要问题：①不能区分瞬时和永久故障，可能重合于大电源系统的出口永久故障，使电力系统及电力设备又一次受到严重故障的冲击；② 不能判别故障点是否已经熄弧，重合闸出口的延时是固定的，可能造成瞬时性故障因故障点尚未熄弧而重合不成功。
据统计，在我国超高压输电线路上，90%以上的故障是单相接地故障，而单相接地故障中约有80%为瞬时性故障，所以在我国500KV线路上大多采用单相自适应重合闸消除单相接地故障，提高系统运行的稳定水平，另外单相重合闸的过电压比三相重合闸低很多，在特高压线路上拟采用单相重合闸。
本文主要综述了近二十年来，国内外单相自适应重合闸技术的研究成果，对它们的应用局限性也一一指出；并针对目前国家电网建设的新动态，对自适应重合闸提出了新的要求，分析了自适应重合闸技术的发展方向。
1 自适应重合闸技术的研究现状近年来，单相自适应重合闸的理论和方法日趋成熟，为其实用化奠定了理论基础。
其中典型的有电压判据方法_、人工神经网络的智能识别方法以及基于电弧原理提取故障暂态高频信号特征来判断故障性质的判别方法，现分别细述如下：1.1 利用耦合电压的判据文献[1]单相自动重合闸过程中判别瞬时故障和永久故障的方法，主要是考察一相跳闸后，另外程玲，等 自适应单相重合闸的研究现状及展望 - 247 -两个正常相引起的跳开相电容耦合电压和电感耦合电压。
对于瞬时性故障，由于跳开相故障点已经消除，电容耦合电压与电感耦合电压都存在；而对于永久故障，由于故障点仍然存在，电容耦合电压接近于零，只有电感耦合电压存在。
理论分析和实验结果表明，这种方案简洁、明了，对部分线路能正确做出判断，但是它没有综合考虑系统参数的影响，对于一些特殊工况，有误判的可能，需要完善，按照电压判据来实现的自适应单相重合闸，当在线路某一端出口处发生永久性单相接地故障时，在对端会有一段误动区，将永久性故障判断为瞬时性故障，从而造成对系统的又一次冲击。
文献[2]针对重负载长距离的高压输电线路，永久性故障时断开相电压可能大于瞬时性故障的值的情况，提出了补偿电压判据；而对于在带并联补偿电抗器和中性点小电抗器的超高压输电线路中发生瞬时性故障时，断开相的电压可能很低的情况，“补偿电压判据”并不适用，为此又提出了组合补偿判据。
上述三种判据在特殊的情况下均可能误判，为此又提出了修正电压判据。
1.2 利用二次电弧电压特性永久性故障情况下电弧会很快熄灭；而瞬时性故障情况下，其电弧要经过燃烧一熄灭一重燃一熄灭的反复过程，变化过程复杂， 其中许多影响因素都具有非线性特性，电弧的非线性会造成故障相电压的畸变。
同时，线路故障相残压由于电弧熄弧一重燃过程体现的信号奇异性，也将通过三相线路的互感传递到健全相电流中。
电弧特性在不同的故障性质下存在的这种差异为其自适应的判别提供了可能性。
文献[3] 依据二次电弧阶段奇次谐波的衰减速度及其能量百分比在不同故障性质下随时间的变化规律存在差异的特性，提出了判别瞬时与永久故障的判据，令：22=/e 2+1=1=2P u u k k k k ∞∞∑∑ (1)式中：P e 为奇次谐波占总谐波能量的百分比,u k 为k次谐波有效值。
对于瞬时性故障的电弧电压， 随着时间的推移，奇次谐波含量百分比将呈上升趋势，在断路器跳开一段时间后，其值明显高于永久性故障。
当电弧熄弧后，故障相的端电压由电容耦合电压和电感耦合电压合成，其幅值有明显的升高。
所以用断开相线路侧的端电压幅值的升高可以判断出电弧的熄弧时刻。
该方案不足之处在于，难以确定判据使用的时间，且必须在较短时间内连续采样，计算各次谐波幅值，计算复杂，灵敏性受到谐波大小的影响。
文献[4，5]利用谐波含量判定带或不带并联电抗器的线路接地故障的故障类型，当满足式U fd1- U L ≥U N ,则判断为瞬时性故障。
当满足式U fd3+U fd5<0.2U fd1时，认为电弧已经熄灭：其中， U fd1、U fd3、U fd5为断开相两侧实测电压基波、三次谐波、五次谐波幅值。
对于带并联电抗器的线路，不必通过计算谐波含量来判别熄弧时刻，只需利用提出的第一个判据判断故障类型。
文献[6]在对二次电弧特性分析的基础上提出，通过对不同故障时母线处谐波性质的比较，用同一种改进型递归复小波的相位特性来区分故障性质，并利用幅值特性来辅助检测各暂态过程。
文献[7，8]主要是利用所设计的形态学算法对高频暂态信号进行滤波，除去高频噪声的同时提取有用的信息，并利用两个不同宽度的时间窗分别对原始信号及高频输出进行积分，计算它们的能量比，故障类型的不同，能量比的变化规律也有很大的不同，由此可判断故障类型，同时还可以判断电弧熄灭时间。
该方案适用于不带并联电抗器的超高压线路。
国外许多专家侧重从故障电弧角度提出自适应重合闸方案，文献[9，10]根据故障点一次电弧的特点来区分单相接地故障类型。
瞬时性故障时一次电弧长度等于绝缘子串长度，而永久性故障时，长度为零，即故障点电弧电压为零。
瞬时性故障时，电弧电压含有谐波分量，母线电压也含有谐波分量，通过母线电压谐波分量与故障点谐波分量的关系来确定故障点有无电弧存在。
文献[11-13]运用线路的微分方程和参数估计技术，在时域内求解出故障的电弧电压，当故障点电弧电压高于某值时，判为瞬时故障，否则为永久故障。
文献[14]利用故障母线电压的高频暂态信号的不同来区分故障，瞬时故障，电弧的非线性在故障母线上产生高频信号，反映在母线高频电压的能量谱较高。
永久故障，母线高频电压的能谱较低。
通过设定整定值，当能谱高于此值时判为瞬时故障，否则为永久性故障。
文献[15]利用故障产生的高频暂态电流信号，计算它的谱能量，并与整定值进行比较，原理基本与利用故障母线电压的高频暂态信号的不同来区分故障相同。
基于故障电弧的自适应重合闸判别方法，能够在故障点电压达到恢复电压之前就进行故障的判别，能防止系统失稳，确保了永久性故障的最佳重- 248 - 继电器合时间。
但上述国外学者基于故障电弧的自适应重合闸判别方法，要求电压互感器必须安装在线路侧应用场合受到限制，可靠性还要受到常规的线路电容互感器的影响，它既不能传变高频信号，也不能传变直流信号，实用性有待验证。
1.3 在对故障相恢复电压分析基础上提出的其它的一些判据文献[16]提出基于故障测距的单相自动重合闸永久故障电压自适应补偿判据，提出利用故障测距结果，对故障相电感电压自适应补偿求出故障点电压，并求出瞬时故障时故障点电容耦合电压作为定值，当故障点电压小于该定值既为永久性故障，反之为瞬时性故障。
并利用CT估算线路侧电压，摆脱了对线路侧PT的依赖。
该方法的正确应用有赖于测距的结果，在高阻故障时可能失效。
且仅适用110-220 kV和不带并联电抗器的330-500 kV线路。
文献[17]基于瞬时故障与永久故障情况下断开相电压的截然不同，提出了区分瞬时性故障与永久性故障的相位判别方法，适用于带或不带并联电抗器的超高压输电线路，但是在线路首端发生大过渡电阻短路时需用到幅值作为辅助判据，且在超高压线路上，互感阻抗角小于90°时，判据存在一定的误差。
