一、6kV配电网线路故障自动定位系统的诞生背景 二、信号注入法的基本原理及实现
（一）信号注入法基本原理 （二）信号注入方式 （三）信号注入检测
三、配电网线路接地故障自动定位系统设计
（一）系统硬件组成 （二）系统软件组成
四、效益分析
（一）社会效益 （二）经济效益 （三）综合效益
一．线路故障自动定位系统诞生背景
输电系统采用的直接接地方式为中性点接地，与之不同的中低压配电系统的接地方式通常采用经电阻或消弧线圈接地，或者直接中性点不接地，这被称作小电流接地系统，也称为中性点非有效接
地系统。三相线电压在当单相接地故障发生在小电流接地系统中后依然对称，系统可保持1-2小时的运行时间。而带来的问题是非故障相的对地电压却变为原来的3倍，其绝缘可能在长期运行时被损坏，使故障进一步加剧。因此，快速确定故障点和故障线路就显得非常重要。但由于发生单相接地故障后存在故障特征不明显的问题，因此也就带来了电力系统的一大难题—如何检测小电流单相接地故障。
基于信号注入法的原理,本文提出了一种配电网单相接地故障的自动定位系统，并研发了相应的自动定位的软件系统和硬件设备。通过上位机软件和探测装臵系统间的可靠通信，实现了配电网单相接地故障的准确定位，解决了传统信号注入法固有的定位自动化程度不高的问题。现场试验验证了系统的优良性能。
二、信号注入法的基本原理及实现
在系统故障时向系统注入检测信号电流是信号注入法的基本原理，故障定位和选线则是通过注入信号特征和路径的检测、跟踪来实现，是目前单相接地故障检测在中低压电网中一种行之有效的方法。灵活性是信号注入法最大的优点，各种接线方式和结构的配电系统都适用。
（一）信号注入法基本原理
在小电流接地的电力系统中，负荷中性点和电源均不接地，经过设备的对地耦合电容整个系统于大地连接。三相电压在常运行情况下
均为正常对称相电压，二次侧电压分别为
UAN?UBN?UCN?UC3，零序电压
为零。三相线路对地电容C0，每相的电容电流都会流入大地，并且相电压超前90°，而线路的三相电容电流之和等于零。假设在A相线路中发生单相接地短路，对地电压在A相为零，将对地电容短接了，导致流过电容的电流为零，在其他两相对地电压升高为相电压的对地电容电流相应的也增大为3倍，
3倍，相对于故障前三相负荷电流对称
没有变化，而三相的线电压仍然是对称的。因此故障判别并对故障相别进行判断可以可靠的通过检测系统电压变化得到，但由于特征不是很明显的故障电流，故障区段和故障线路很难仅仅依靠故障特征量判别出来。为了解决这一问题提出了信号注入法，图2-1所示为其原理示意图。
图2-1 信号注入法原理示意图
通过对电压的变化进行检测，系统将A相接地故障判断出来以后，
立即通过信号注入设备注入特定频率信号到中性点入[37]，该信号在接地点、信号源以及大地间形成回路，如图中虚线所示。注入信号的流通的特点可以由图得出：
1）注入信号不会流入无接地故障的线路中，其仅流通于故障线路中。
2）在接地点和变电站之间的一段线路是注入的信号电流的唯一通路，接地点越过后，将不再存在注入信号。
3）在有分支在接地点与变电站之间存在时，无接地故障的分支中也不会流入注入信号。
根据特点1)只要无注入信号电流在各出线中检测到，故障线路可以方便地找出，单相接地故障选线就可以基于注入信号电流实现。注入信号探测装臵可以根据特点2)和特点3)，可在线路沿线和分支始端配臵，接地点区段和接地分支可通过检测有无注入信号查找出，从而实现接地点的定位。
（二）信号注入方式
由上面分析可知，只要注入诊断信号系统中性点处即可使用信号注入法定位故障区段，但考虑到在一次系统中电压的数值都较高，要求注入一次侧的信号源的特性要非常好。一般通过注入信号源到故障系统中，这样也节省了投资。主要的注入方式如下：
1）利用接地相电压互感器的二次侧
单相接地故障在小电流接地系统发生后，在电网接地相中对地电
压变为零，这一相电压互感器的一次绕组相当于短接了，工作的状态处于暂时停止，正是利用了这一特点，利用它可以向电力系统中外加的诊断信号[38]。以图2-1所示系统为例，在发生了单相接地故障后，通过TV二次侧注入诊断信号后所形成的信号通路如图3-7中虚线①②所示。
图2-2 通过TV注入信号的原理示意图
2）利用消弧线圈的副边向系统中注入信号
接入消弧线圈到注入信号源的副边，在系统中发生单相接地故障时，控制信号源向系统注入诊断信号可以通过检测故障前后电压的变化[12]。需特别注意一点，选用这种方式在发生故障后已有较高的工频电压在电网的中性点与地之间，注入信号源投入后，在系统中注入诊断信号时，在其自身上要作用较高工频电压。为了防止弱电的信号源被工频强电击毁，为防止强电的侵入应设臵工频阻波电路。