[發明專利]一種基于FastICA的小電流接地系統的單相接地故障的選線方法

有效

• 申請號: 201710538980.4
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107688135B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 夏遠洋;李嘯驄;張煥博
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;汪治興

本發明涉及接地故障識別技術領域，具體涉及一種基于FastICA的小電流接地系統的單相接地故障的選線方法，本發明運用FastICA方法對接地故障零序電流進行處理，設置3個觀測通道，將故障穩態分量、暫態分量及噪聲信號從觀測信號中分離，處理后線路故障特征明顯，以線路分離變量的能量為判據，可實現故障線路準確選線。由于噪聲信號同時被分離，該方法可靠，不受干擾信號影響。抗干擾能力強；同時，對于不同故障初相角，該方法均能得到滿意選線結果。運用本發明對故障零序電流分解分析，可避免信號各成分之間的抵消或補償，使故障特征明顯，以實現準確選線，普遍適用于小電流接地系統。

技術領域

本發明涉及接地故障識別技術領域，具體涉及一種基于FastICA的小電流接地系統的單相接地故障的選線方法。

背景技術

對于中性點不接地的小電流接地、經消弧線圈接地及經高阻接地系統，單相接地電弧的不確定性導致電弧建模困難，接地電流小以及干擾信號復雜則嚴重影響選線的準確率。目前解決此問題的方法有比幅比相法，五次諧波法，零序導納法，功率法，首半波法，能量法，譜功率法，小波法，注入信號法等，然而這些方法應用的效果卻不理想。傳統幅值法和方向法受到間歇性電弧故障影響，對中性點經消弧線圈接地系統并不適用。諧波法及有功分量法因對應分量含量過小而難以取得滿意的選線結果。基于現代信號處理技術的選線方法(如小波變換法)，雖然小波分析對奇異點很敏感，同時選線結果易受干擾信號影響。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于FastICA的小電流接地系統的單相接地故障的選線方法，具體技術方案如下：

一種基于FastICA的小電流接地系統的單相接地故障的選線方法包括以下步驟：

(1)對小電流接地系統設置m個觀測通道；m為觀測通道個數；

(2)通過觀測通道采集各條線路的零序電流觀測值；設零序電流觀測值為X_ij,其中，i為線路編號，i∈(1，n)，n為線路總數；j為觀測通道編號，j∈(1，m)，m為觀測通道個數；

(3)對第i條線路的零序電流觀測值X_ij進行FastICA分解，得出估計信號Y的各個分量Y_ij；

(4)利用下列公式對第i條線路的估計信號Y的各個分量Y_ij進行計算，得出故障時刻第i條線路估計信號Y的各個分量Y_ij對應的信號能量E_ij；

其中，t₀為積分開始的時刻；

(5)對各條線路估計信號Y的各個分量Y_ij對應的信號能量E_ij進行求和，得出各條線路的信號能量和E_i；

(6)比較各條線路的信號能量和E_i，找到其中的最大者Max{E_i}，對應的線路i即為故障線路，從而實現選線。

進一步，所述FastICA分解的步驟如下：

(1)在發生接地故障時，設n個統計獨立的盲源電流信號S經過一個線性瞬時混合矩陣A得到電流觀測信號X，即：

X＝AS ②

其中，n為線路總數，S為盲源電流信號，A為信道傳輸矩陣，X為電流觀測信號；

(2)根據電流觀測信號X估算信道傳輸矩陣A的逆矩陣來恢復盲源電流信號S，設信道傳輸矩陣A的逆矩陣為W，盲源電流信號S的估計信號為Y，則：

W≈A^-1 ③