项目名称：配电系统弧光保护与故障选线关键技术研发及应用

主要完成人： 鲁雅斌

主要完成单位：南京弘毅电气自动化有限公司

提名单位：云南电网有限责任公司

项目简介：本成果属于绿色能源领域，涉及装备制造与继电保护。

        随着社会经济的发展和电力需求的不断增加，对电能供应的质量和可靠性提出了更高的要求。国家“十二五”、“十三五”规划及国家能源局发布《配电网建设改造行动计划》，均指出要大力发展和建设配电网。开关柜作为配电系统直接面向用户的关键节点，多起国内外短路事故均造成了巨额设备损失和重大人员伤亡。

        现有开关柜保护方案有馈线保护、变压器后备保护和高阻抗母线保护，不同程度存在动作速度慢、接线复杂、TA要求高、有保护死区等问题，近年来，为防范接地诱发恶性故障，减少人身触电风险，接地故障快速处置方法及技术是当前研究的热点和难点之一。快速弧光保护和故障选线是解决以上问题的直接、重要手段，但存在以下问题：1.采用可见光传感器替代弧光，存在误动风险；2.传感器装设较随意、无法正确校验等，减低了可靠性；3.弧光保护控制算法还存在优化空间，故障选线准确性有待提高；4.缺少国家/行业标准相关规范，造成规范性差。

        因此，研究高可靠的弧光保护与故障选线技术及装备面临全新挑战，对实现配电网安全、可靠运行具有重要的现实意义。项目组联合攻关10余年，从四个方面开展研究：1.新技术：弧光的有效辨识、采集，提高可靠性；2.新方法：传感器安装检测、阈值判断方法，提高准确性；3.新装置：传感器、新型保护装置和校验装置，提高稳定性；4.标准体系：国标行标的制定，提高规范性。

        项目开展了以下研究：1.实验得到电弧放电的光谱、强度与故障之间的映射关系；2.定量分析白光、紫外光对弧光敏感光谱分布特征，研究弧光保护优化算法； 3.研制弧光保护和故障选线系列化装置；4.牵头制定选型、布点、校验和装置技术要求等技术标准。

        发明点如下：1.利用紫外光替代可见光进行弧光故障判断，发明了弧光广角紫外传感器，消除了可见光干扰；提出了基于小波快速抗扰算法的弧光数据消噪方法。2.发明了基于光、电流、电场三类特征量同步测量与融合判别的开关柜故障保护技术及校验方法。3.发明了利用馈线故障初瞬暂态零序电流的多算法融合的自适应故障选线方法。4.研制了开关柜弧光保护装置、实验室标准和便携式弧光保护校验仪，以及单相接地故障选线装置及区段定位终端，取得规模化应用，经济和社会效益显著。项目制定国标2项、行标3项；授权发明专利29项、实用新型专利11项，实施专利许可使用1项；出版专著5部；发表论文50篇，其中EI论文26篇。

        项目研制的设备性能指标稳定可靠，经第三方国家级检测中心校验合格，可有效提高短路故障动作的可靠性和准确性，至今已取得经济效益超过8亿元，写入国家电网第三代智能变电站标准体系，产品遍布全国电力、铁路、采矿、军工及烟草等行业，引领国内外弧光保护的理论和技术发展。

        以苏君红院士为主任委员的专家组评价成果水平为：该研究成果创新性强，应用前景广阔，总体达到国际领先水平。