[發明專利]基于故障信號暫態相關分析的小電流接地故障選線方法

有效

• 申請號: 201310672204.5
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103675605A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 黃純;戴栩生;江亞群;羅勛華;陳誠;冷崇富;劉軍;袁修廣;張爭輝
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于故障信號暫態相關分析的小電流接地故障選線方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟1：以采樣頻率8000Hz對配電網母線的零序電壓進行實時采樣，若零序電壓的連續三個采樣值u₀(n)、u₀(n+1)、u₀(n+2)均大于0.15倍母線額定電壓，則判定該母線或該母線上有饋線發生了單相接地故障；否則，判定配電網處于正常運行狀態，繼續采樣和監視零序電壓采樣值；

步驟2：若判定配電網發生了單相接地故障，則以采樣頻率8000Hz采樣并記錄故障發生后一個工頻周期（20毫秒）內母線三相電壓和母線上所有饋線的三相電流及零序電流，分別得到相應的采樣值序列u_A(n)、u_B(n)、u_C(n)、i_A.k(n)、i_B.k(n)、i_C.k（n）、i_0.k（n），n=1,2,3,…,N，k=1,2,3,…M；n為采樣點序號，N=160為一個工頻周期內的采樣點數，k為各饋線序號，M為母線上饋線的條數；

步驟3：按以下公式計算故障后母線三相電壓的有效值U_A、U_B、U_C：

UA=1NΣn=1N[uA(n)]2,]]>

UB=1NΣn=1N[uB(n)]2,]]>

UC=1NΣn=1N[uC(n)]2;]]>

步驟4：比較母線三相電壓U_A、U_B、U_C的大小，取最小電壓值所對應的相為故障相；

步驟5：對采集到的各條饋線的零序電流和三相電流進行數字陷波處理，濾去其中50Hz工頻分量；

步驟6：根據步驟4選定的故障相，計算各饋線的兩相電流差及相關系數：

若故障相為A相，則求取i_AB.k(n)=i_A.k(n)-i_B.k(n)和i_AC.k(n)=i_A.k(n)-i_C.k(n)，并分別計算兩相電流差i_AB.k(n)、i_AC.k(n)與對應饋線零序電流i_0.k(n)的相關數:

ρ1(k)=Σn=1NiAB.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiAB.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2,]]>

ρ2(k)=Σn=1NiAC.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiAC.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2;]]>

若故障相為B相，則求取i_BA.k(n)=i_B.k(n)-i_A.k(n)和i_BC.k(n)=i_B.k(n)-i_C.k(n)，并分別計算兩相電流差i_BA.k(n)、i_BC.k(n)與對應饋線零序電流i_0.k(n)的相關系數：

ρ1(k)=Σn=1NiBA.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiBA.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2,]]>

ρ2(k)=Σn=1NiBC.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiBC.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2;]]>

若故障相為C相，則求取i_CA.k(n)=i_C.k(n)-i_A.k(n)和i_CB.k(n)=i_C.k(n)-i_B.k(n)，并分別計算兩相電流差i_CA.k(n)、i_CB.k(n)與對應饋線零序電流i_0.k(n)的相關系數：

ρ1(k)=Σn=1NiCA.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiCA.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2,]]>

ρ2(k)=Σn=1NiCB.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiCB.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2;]]>

其中，k=1,2,3,…M；

步驟7：計算各饋線的綜合相關系數k=1,2,3,…M，形成綜合相關系數矩陣E=[ρ(1),ρ(2),…,ρ(M)]；

步驟8：設定的相關系數閾值ρ_set=0.5，比較步驟7得到的各條饋線的綜合相關系數，找到其中的最大值ρ_max和最小值ρ_min，并比較ρ_max-ρ_min與ρ_set的大小，若滿足ρ_max-ρ_min≥ρ_set，則判定系統中發生了單相接地故障，且故障線路為綜合相關系數ρ_max所對應的饋線；若滿足ρ_max-ρ_min<ρ_set，則判定為母線處發生了單相接地故障。