[發(fā)明專利]一種利用零序電流全量Hough變換的配電網(wǎng)故障選線方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210437688.0
• 申請(qǐng)日: 2012-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN102928731A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 束洪春;朱夢(mèng)夢(mèng);董俊;高利;段銳敏;黃文珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/02
• 分類號(hào): G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用零序電流全量Hough變換的配電網(wǎng)故障選線方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式的配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障暫態(tài)電流幅值遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)電流，且不受消弧線圈影響。故障后的暫態(tài)分量與穩(wěn)態(tài)分量相比有很大的優(yōu)越性，使得基于暫態(tài)量的選線方法成為了故障選線之首選。

基于暫態(tài)量的選線方法，大多是基于暫態(tài)量在突變方向、幅值等特征上故障線路和健全線路所表現(xiàn)出的差異，借助信號(hào)處理手段提取這些特征，進(jìn)而進(jìn)行故障辨識(shí)。配電網(wǎng)故障多為單相接地故障，其選線問題一直難以解決，主要原因在于：1.故障邊界復(fù)雜、隨機(jī)，如故障初始相角大小、故障距離、過渡電阻大小。不同故障條件，暫態(tài)零序信號(hào)頻率成分、衰減特性、頻譜能量分布具有較大差異；2.電壓過零點(diǎn)附近發(fā)生單相接地故障時(shí)，引起的高頻分量很小，高頻暫態(tài)量選線方法靈敏度大大下降；3.電纜線路和架空線路電氣特性以及各線路長度的差異較大，健全線路零序電流波形之間相似性變差；4.采用行波檢測(cè)法，行波傳播速度較快，而配電網(wǎng)線路較短，加之配電網(wǎng)信號(hào)干擾較多，行波首波頭不易可靠捕捉。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的行波法故障選線的不足之處，提出了一種利用零序電流全量Hough變換的配電網(wǎng)故障選線方法，本方法能夠有效提高選線方法的抗噪聲干擾能力；可識(shí)別小故障角、高阻接地故障情況下的故障饋線；故障初瞬數(shù)據(jù)丟失也不會(huì)影響選線方法的有效性，從而克服了行波選線方法中行波的波頭易逝性的缺點(diǎn)，同時(shí)，本方法魯棒性好，不受電弧性故障、非線性負(fù)荷影響等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了對(duì)硬件采樣速率的要求，有較強(qiáng)的實(shí)用性。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后，啟動(dòng)元件立即啟動(dòng)，根據(jù)保護(hù)安裝處測(cè)得的三相電流可得故障零序電流，提取1.5ms短時(shí)窗各饋線零序電流數(shù)據(jù)，進(jìn)行Hough變換，構(gòu)造出零序電流全量起始階段整體變化趨勢(shì)的?“整體”突變方向夾角，比較各饋線零序電流全量起始階段突變方向與“整體”突變方向的關(guān)系，根據(jù)故障饋線零序電流全量起始階段突變方向與“整體”突變方向相反，健全饋線零序電流全量與“整體”突變方向相同，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障選線。

配電網(wǎng)故障選線方法具體按照下面步驟進(jìn)行：

(1)?配電網(wǎng)發(fā)生故障后，啟動(dòng)元件立即啟動(dòng)，根據(jù)保護(hù)安裝處測(cè)得的三相電流可得故障零序電流????????????????????????????????????????????????：

??????????????????????(1)

式中：、、分別為故障線路A、B、C三相電流；k?=1、2、3…N，N為采樣序列長度；

?(2)?提取配電網(wǎng)故障后1.5ms短時(shí)窗各饋線零序電流數(shù)據(jù)生成JPG格式二維圖形，經(jīng)Hough變換所提取直線與平面x軸的夾角θ可表征零序電流全量起始階段突變方向特征；

(3)?通過符號(hào)函數(shù)sgn來表征夾角θ的性質(zhì)，現(xiàn)定義

?????????????????????????????????????(2)

為所有饋線零序電流全量起始階段的“整體”突變方向，其中的取值為1和-1，1代表整體突變方向?yàn)檎?1代表整體突變方向?yàn)樨?fù)。式中，為饋線數(shù)；

(4)?確定第j條饋線零序電流全量起始階段突變方向和所有饋線“整體”突變方向?yàn)?/p>

???；??????????????????????(3)

式中取值為1和-1；根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)選線判據(jù)進(jìn)行判定。

配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)選線判據(jù)為，

若為-1時(shí)，表征第j條饋線零序電流全量起始階段突變方向和所有饋線“整體”突變方向相反，即第j條饋線判定為故障饋線；

若為1時(shí)，表征第j條饋線零序電流全量起始階段突變方向和所有饋線“整體”突變方向相同，即第j條饋線判定為健全饋線。當(dāng)所有饋線識(shí)別為健全饋線時(shí)，判定為母線故障。

本發(fā)明的有益效果：

1、本方法能夠有效提高選線方法的抗噪聲干擾能力。

2、該方法可識(shí)別小故障角、高阻接地故障情況下的故障饋線；故障初瞬數(shù)據(jù)丟失也不會(huì)影響選線方法的有效性，從而克服了行波選線方法中行波波頭易逝性的缺點(diǎn)。

3、本方法魯棒性好，不受電弧性故障、非線性負(fù)荷影響等優(yōu)點(diǎn)，大大降低了對(duì)硬件采樣速率的要求，有較強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明