我国配电线路具有沿线地形复杂,分支多,故障高发等特点,故障指示器因其成本低、工程实施简便等优点已广泛应用于配电线路故障定位。配电网络中的单相接地故障约占整个故障的70%[1],因此单相接地故障判断的准确率成为故障指示器的重要指标。文献[2-4]分析了目前故障指示器单相接地判断的两种主要方法:有源信号注入法和暂态综合判据法。其中有源信号注入法需要增加信号注入设备,在单相接地故障发生时刻人为增大接地电流,提高故障指示器的判断能力,但会增加系统的复杂性和安全隐患。暂态综合判据法需要快速准确地捕捉暂态量,暂态算法对于终端设备的处理能力有较高要求,而且各暂态算法的单相接地故障准确率不同,受限于终端处理能力,目前使用暂态算法的单相接地故障判断准确率较低。文献[5-6]提出了一种新型的暂态录波法故障指示器,降低终端处理需求,终端仅记录高精度故障波形,由主站实现故障判断并根据网架拓扑结构进行故障定位,但是单相接地发生故障时,大量故障指示器同时检测到接地故障并发地向主站传递大量故障录波数据,对配网的通信能力以及主站的处理能力提出了较高要求,且主站拓扑结构随着配电网络变化需不断修改。

文献[7-10]讨论了在不依赖于主站或子站的全局信息进行故障定位的智能分布式馈线自动化系统,该系统使用智能分布式馈线自动化算法实现配电线路的故障定位、故障隔离以及故障恢复,更适应配电线路网架结构多变的特性,因此通过提高故障指示器判断单相接地故障的能力,结合智能分布式馈线自动化算法,即可不依赖主站实现故障指示器单相接地故障定位。本文通过软、硬件设计提高故障指示器的采样精度和通讯能力,根据单相接地暂态特征数据和故障指示器的特点,选取一种计算量小,且具备自举性的暂态特征算法在故障指示器中实现,提高故障指示器对于单相接地故障的判断准确率,完成单相接地故障判断后通过智能分布式馈线自动化算法与相邻故障指示器进行信息校核,从而实现配电线路中的单相接地故障定位。

图1 故障指示器工作模式

1 系统设计

1.1 故障指示器工作模式

一套故障指示器包括一台数据汇集单元以及三台数据采集单元,其中数据采集单元挂装于线路上,分别检测三相配电线路实时数据并进行故障检测,采集单元需要通过负荷取电获得供电能量,当线路无负荷时进入低功耗模式,依靠电池工作,其电流测量范围为0～700 A,电压测量范围在0～20 kV。数据汇集单元安装在电线杆上,与采集单元距离不大于100 m,其主要功能为收集采集单元数据上传至配电后台主站。

采集单元与汇集单元双向射频,汇集单元通过GPRS/CDMA等无线公网与后台进行通信,故障指示器工作模式如图1所示。采集单元的无线模块平常处于节电休眠状态,每间隔一段时间打开无线接收功能查询是否有通讯报文,当采集单元检测到故障时启动无线发送和接收功能。汇集单元接收后台的命令并转发至采集单元,并接收采集单元的数据和故障信息进行处理后上报后台。

1.2 暂态特征算法原理

文献[11-15]提出小电流接地系统发生单相接地故障时,在一定的特征频段内线路的电感和电阻影响较小,线路的零序模型可用纯电容等效,在特征频段内健全线路的零序电流i0和母线零序电压导数之间存在正线性关系,故障点下游的零序电流i0非常小,但其与母线零序电压导数之间同样存在正线性关系,故障点上游的零序电流i0和母线零序电压导数之间存在负线性关系。因此建立故障发生时刻暂态离散电流数据i0(k)(k=0,1,…,n)和暂态离散电压导数的线性模型,即可实现单相接地故障判断。当发生单相接地故障时,采集单元捕捉三相暂态数据传递给汇集单元,汇集单元同步合成得到零流i0和零压u0,通过最小二乘法[17-18]建立i0和的线性模型,得到线性系数K,若K为正表示未检测到单相接地故障,K为负表示检测到单相接地故障。

(2)故障判断准确率测试

2 关键技术

2.1 高精度电流采样

为获取高精度电流值,数据采集单元的电流互感器电路测量元件选择罗氏线圈[17],罗氏线圈的工作原理是通过电磁感应将穿过线圈中心的电流转换成与电流微分成比例的电压信号,罗氏线圈的优点有测量精度高、测量范围宽、频率范围宽、成本低等优点。为适合装置在现场安装使用,罗氏线圈以PCB方式安装在采集单元底部,在设计PCB式罗氏线圈时,可以采用差分绕线的PCB设计方案,用两根信号线双绞,达到消除干扰的目的,一圈差分双绞线需要双层PCB板厚度,为了更好地感应电流磁通变化以及屏蔽噪声,本文采用4层板PCB设计,将差分双绞线绕2圈,即一根导线折成四股在PCB内同向绕制,每次顺绕和回绕的等效半径严格相等。PCB式罗氏线圈骨架内半径22.5 mm,骨架外半径45.0 mm,匝数360,厚度6.0 mm,如图2所示。

图2 采集单元线圈设计原理图

罗氏线圈产生的电压信号需要经过积分电路还原为与测量电流成比例的信号,罗氏线圈输出信号的处理如图3所示。为防止噪声被放大,电压信号在进入积分电路前先进行噪声滤波,可避免经过积分后的电压信号漂移,由于罗氏线圈输出的电压信号非常小,因此在积分电路后还需增加放大器将信号放大后进入A/D转换器。电路中的电阻值过小容易引起功耗增加,过大则噪声严重,因此图中的电阻值均在100 kΩ～2 MΩ之间,积分电容C55容值100 nF,保证工频信号和暂态信号不失真,耦合电容C54、C60容值10 μF,保证暂态信号不失真,同时选择2通道的OPA2379运放芯片,该芯片具有功耗低、精度高等优点。

单相接地故障发生时线路电压会产生突变,故障相的电场值降低,正常相的电场值增大,为快速获取故障暂态数据可在采集单元中增加电场突变量启动逻辑元件,由于场强没有精确值,只能通过变化比例进行判断,电场启动判据为:

图3 采集单元电流输入信号原理图

图4 金属性单相接地暂态波形

2.2 感应电压采样

数据采集单元直接悬挂于线路中,无法直接测量线路相电压,只能通过电容感应线路的对地相电压。导线和大地之间存在一个虚拟电容,由于故障指示器安装高度、环境等因素都会对虚拟电容产生影响,只能通过分压电容的电压值得到导线电压的线性变化趋势,而无法得到精确的电压值,在暂态分析中考虑的是电压变化与电流值的关系,因此采集得到的分压电容电压值可满足算法判断需求。如图5所示,C5为滤波电容,容值22 nF,能够保证较好的滤波效果,C32为导线电压的感应电容,由于线路导线到大地的电容变化范围较大,因此C32的感应电压范围较大,需要选择高耐压值的电容,C32容值100 pF,耐压值100 V。根据基尔霍夫定律ADC输入电压与导线电压之间的关系为:

通过实验教学提高学生的动手能力和创新能力，这是改革实验教学的根本点和出发点。如果还是沿用母体学院的教学体系，对实验内容、实验方法按部就班地去完成，教学目标就很难实现。因为这些传统的实验内容大多是验证性实验，缺乏系统性和实用性，不能引导学生去解决实际工程中的问题，当然也谈不上培养学生的创造性思维能力。

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(1)

图5 采集单元电场输入信号原理图

单相接地故障时刻的暂态输出时间较短,一般在5 ms～20 ms之间,其中金属性接地故障的暂态波形最为复杂,如图4所示。由于每个尖峰持续的时间仅为1 ms,为准确捕捉暂态数据,A/D转换器的采样率设计为16 ksample/s,即一周波采样320个A/D转换数据,每个暂态尖峰可采集16个数据,由于采集单元存储能力有限,因此需要软件对于采样数据的存储做特殊处理,正常情况下每个周波仅存储80个采样数据,单相接地故障发生时刻的一周波存储量变为320个采样数据。

Δu(k)>0.3U

(2)

Δu(k)=[u(k)-u(k-N)]-[u(k-N)-u(k-2N)]

(3)

U为当前正常电场值,线路有电时为10 kV,N为一周波采样点数,当线路无电时不进入启动判断逻辑。

考虑多直流协调恢复的换相失败预测控制启动值优化方法//王玉,侯玉强,刘福锁,曹路,李威,薛峰,等//(22):85

教书育人相结合，实现教学相长 和以往的学习方式不同，大学的学习主要是自主学习。很多学生在进入大学以后，由于没有了教师与家长的陪伴、督促，而变得迷茫，不知所措，心理承受能力也相对降低，很容易出现自闭、抑郁、焦虑等心理问题。有报道指出，近年来高校大学生心理问题尤为突出。北京农学院动物医学专业学生也面临同样的境况，心理测评不合格人数在逐年攀升，这与在校大学生没有得到教师足够重视有一定的关系，生活学习中出现问题无人可以倾诉，久而久之导致心理问题的发生。

从实际现场发现,在高阻接地情况下故障相电场值降低比例无法满足电场突变量启动条件,此时可依靠正常相增大引起突变量启动,该采集单元再广播触发故障相采集单元,以保证每次故障发生时刻三相采集单元均触发暂态数据录波。

2.3 暂态数据同步

根据1.1节的描述,汇集单元需要将三相采集单元的暂态数据进行合成得到零序电压和零序电流,而采集单元分别挂接在三相线路中,无硬件连接,因此为了得到精确的暂态零序数据,三相采集单元必须实现异地同步采样功能,同步采样精度需达到100 μs以内,参考GPS同步对时原理[19],每间隔一定时间汇集单元向三相采集单元发送广播同步对时命令,之后采集单元收到对时命令时产生中断信号,立即对启动转换采样周期进行校准,实现三相采集单元同时进行采样校准。

由于采集单元正常情况时运行在低功耗模式下,同步时间间隔不能太短,一般按1 min～5 min间隔进行同步采样,而每组采集单元之间的晶振偏差较大,在1 min时晶振偏差可达到500 μs以上,为保证零序数据合成的准确性,在汇集单元收到故障录波数据时读取三相采集单元的当前时间,以一相录波数据为准,校准另两相数据偏差,校准完成后进行零序数据合成,当偏差时间为t时,式(4)为校准点数n′的计算公式,N为一周波采样点数。

为求解补偿后的托架位姿误差，方程组(19)在各支链理想正解矢量链(2)的基础上，对涉及结构误差的元素进行了修正，输入为修正后的运动学反解求解出的各移动副运动量和实际结构参数，输出为标定后的机构实际位姿Pθ2，与理想位姿Pθ0相比较，观察标定后的位姿误差δPθ2是否低于ε1。

(4)

2.4 单相接地故障定位算法

单相接地故障时暂态过程较短,汇集单元处理完三相采集单元的录波数据后,从u0(k)和i0(k)(k=0,1,2…n)数据序列中提取突变时刻的5 ms数据,计算离散零压的零压导数[u0(k+1)-u0(k)]/dt,将离散零流i0(k)与离散零压导数[u0(k+1)-u0(k)]/dt的数据序列分别以xi,yi代入最小二乘法式(5)[17-18],计算零流和零压导数之间的线性系数K

(5)

本文采样频率为16 K,取5 ms的数据n为80,为考虑算法的适用性从起始点开始依次后移一个点计算5次K值,当计算的5次K值中有3次K值负,则认为该故障指示器检测到单相接地故障。

当故障指示器检测到单相接地故障后,根据智能分布式馈线自动化算法,分别查询相邻故障指示器的单相接地故障信息,若发现相邻的故障指示器均检测到单相接地故障,则表明本地未发生单相接地故障,若发现相邻的故障指示器一侧未检测到单相接地故障,则表明本地发生单相接地故障,完成单相接地故障定位并上报主站。

图6 汇集单元中单相接地故障定位算法流程图

汇集单元中单相接地故障定位算法如图6所示。

3 测试验证

采用实时数字仿真器RTDS系统分别搭建10 kV系统中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统进行故障仿真,对单相接地故障选取不同的故障初相角、接地电阻进行各种情况仿真测试。实时数字仿真器RTDS采用并行处理技术和特殊的硬件设计实现仿真运行的实时性,可与外部设备构成开环和闭环测试系统,可模拟真实现场各种故障,目前在小电流系统仿真测试中广泛应用[20]。图7为小电流接地系统的RTDS仿真环境,图7(a)中故障指示器采集单元挂在模拟的10 kV电线杆上,汇集单元在采集单元下方,通过无线射频与采集单元进行通讯,汇集单元通过串口与计算机通讯,图7(b)为测试仪,输出一次电压电流至电线杆上,图8为故障指示器的电路板,其中左侧为汇集单元电路板,右侧为采集单元电路板,与采集单元相连接的是高精度罗氏线圈。

图7 RTDS仿真测试环境

图8 故障指示器电路板

(1)暂态故障数据测试

中性点不接地系统中接地电阻为0 Ω时的暂态数据变化最剧烈,本文以接地电阻为0 Ω时的暂态数据尖峰值进行连续5次测试,传统的电流线圈输出的信号会产生畸变或者零点漂移,录波数据无法完全复现暂态过程,而罗氏线圈在电流突变时刻能够快速、稳定输出暂态信号,录波数据中可完全复现暂态过程。采样点数为80点时,暂态尖峰数据误差大于10%,采样点数为320点时,暂态尖峰数据误差小于5%。表1中的最大暂态值为录波仪数据。

汇集单元根据暂态录波数据计算得到的线性K值如表2所示,在故障点下游的斜率值均小于0.1,查看波形发现其零序电流较小,几乎为0,因此在汇集单元逻辑判断中可添加零流零漂阀值,当暂态过程中零序电流均小于零漂阀值时判无接地故障。多次测试中汇集单元均能准确判定单相接地故障。传统的故障指示器在0 Ω时会出现误判,500 Ω以上会出现漏判现象。

针对局部给药方面，有临床相关研究者提出[5] ，通过将不同剂量紫杉醇涂层支架，植入至猪心的冠脉左前降支部位，经1个月后行冠状动脉造影，结果发现不同组的新生内膜面积，会随着紫杉醇剂量的不断增加呈减少趋势。针对全身给药方面研究，有临床研究学者提出，通过将不同剂量紫杉醇（微粒型），注入兔双侧骼动脉的内部剥落部位，剂量较高的一组相较剂量较低的一组，新生内膜皮平均厚度明显较低。

表1 金属性接地的暂态误差表

最大暂态值/A传统线圈/A罗氏线圈80点采样/A罗氏线圈320点采样/A594670557604594581607598590550581589595605574607593521559602

通过暂态特征进行故障判断的关键为高精度零序电压电流,因此需要提高采集单元的电压电流采样精度使其能够捕捉单相接地故障时的暂态数据,其中暂态误差范围需小于10%,同时保证三相采集单元的同步采样精度和对时精度,其中同步采样误差小于100 μs。采集单元录波完成后将暂态录波数据传送给汇集单元进行合成零序,汇集单元通过暂态特征算法进行单相接地故障判断,并通过智能分布式馈线自动化算法进行故障定位。

选择接地电阻为0 Ω、100 Ω、500 Ω、1 000 Ω的单相接地故障进行测试,故障指示器可100%触发暂态录波。查看故障时刻的触发原因,发现当高阻接地时,场强下降不明显,需通过场强上升进行录波触发,同时正常相的场强也可能降低至故障相场强。

3月28日整地，清除枯枝杂草，做到地平、土碎、无根茬、无残膜。4月1日铺膜。播前种子用清水浸泡6～8 h让其充分吸水，保证出苗。播种期试验分别于5月1日、5月11日、5月21日和6月4日定苗。密度试验均为5月1日定苗，拔除病弱苗或过大过小株，每穴保留1株。整个生育期中耕除草3次，第1次4月25日，第2次6月8日，第3次6月28日，结合中耕培土防止倒伏。播种前覆膜时施复合肥（12-18-15）300 kg/hm2，配施尿素 150 kg/hm2，浇头水时追施尿素150 kg/hm2，施肥量及施肥比例参照贾洪涛等[6]研究结果。

表2 中性点不接地系统单相接地故障判断表

接地电阻/Ω故障相初相角/(°)装置位置线性K值传统装置0A相90故障点上游-5．83故障0A相90故障点下游0．03正常0A相90健全线路0．45故障500B相45故障点上游-4．00故障500B相45故障点下游0．02正常500B相45健全线路0．26正常1000C相0故障点上游-5．01正常1000C相0故障点下游0．01正常1000C相0健全线路0．42正常

(3)实际现场测试

设计完成的故障指示器已在贵阳某地进行实际试挂,贵阳江州变10 kV出线的接地方式为中性点经消弧线圈接地,母线各条出线均为架空电缆混合线路,单端母线接地电流在50 A以上,运行过程中监控平台在一段时间内频繁收到某台汇集单元上送接地故障事件,通过工作人员实地查看发现该地A相采集单元挂接的线路表皮破损,后即时进行修复,现场实验证明故障指示器可准确定位接地故障点。

4 结束语

目前故障指示器在单相接地故障定位中的判断准确率低,本文采用暂态特征法以及智能分布式馈线自动化算法对故障指示器进行软、硬件设计改造,并进行了大量的实验仿真以及现场运行测试,实验结果证明基于单相接地暂态特征以及智能分布式馈线自动化算法的故障指示器能够准确地判断出各段线路的单相接地故障并进行准确定位,工作人员可以根据故障指示器的信息上送明确故障点,减少故障巡检的工作量,使目前配电网的维护得到较大的改善。

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与此同时，“峨眉武术在当今发展过程中主要形成了以高位高桩、中低兼顾、手法多变为主，腿法灵活为辅，劲力突出的技击风格。”[8]峨眉武术由于受地理环境与人文因素的特点影响，在技击脚法上讲究进退用之字脚与线扒脚，走位发招用三羊角尾进退，接招还招用提宰造锤盘破手，避实击虚巧致胜。如进红门用钻脚和龙心脚攻击，进侧门用转盘脚和羊尾脚防守，圈外则用梭子脚进行击打的境界。

整个系统软件架构包含B/S及C/S两种模式，其中C/S以.net框架为基础，采用C#开发；B/S部分采用asp.net开发，数据库为关系型数据库。

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晚唐政治昏暗且战乱频繁，为了苟全性命，很多文人都退隐于江湖之中。虽然隐士也无法回避现实生活的困境，但这些抵挡不住隐逸文人们对于诗意栖居的追求，文人心中的痛苦与无奈需要宣泄与表达，绘画艺术与古琴艺术从而得到了勃兴。这构成了当时镜湖地区隐逸文学生态的另一个方面。充满绘画与古琴艺术氛围的文学生态使方干的诗充满了对自然山水写意化的描写和清越雅致的韵味，最终成就了他“清丽”的诗风。

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本研究报道了从广西产三宝木属植物黄花三宝木的枝叶95%乙醇提取物的醋酸乙酯萃取部分分离得到的11个化合物，所有化合物均为首次从该属植物分离得到。化合物1～7为香豆素类，化合物8、9为苯丙素糖苷类，丰富了三宝木属化学成分的类别，为进一步开发和利用三宝木属植物资源提供了物质基础和科学依据。

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②矿业废弃地一般存在大量石块或风化的大颗粒碎石，整体上粒径较大，容易透水，而底泥则粒径细小，紧实度高，用于矿业废弃地改良可以实现物理结构互补，提升废弃地的保水蓄水能力，满足植物生长需求。

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肖小兵(1986-),男,汉族,湖北孝感人,贵州电网有限责任公司电力科学研究院,工程师,硕士,主要从事智能变电站与配网研究;

黄亮亮(1981-),通信作者,女,汉族,江苏张家港人,上海金智晟东电力科技有限公司,工程师,硕士,主要研究方向为智能配电网,huangll@wiscom.com.cn。