[發(fā)明專利]一種小電流系統(tǒng)單相接地故障定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710687701.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN107526006B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷華;湯濤;黃純;唐海國(guó);龔漢陽(yáng);朱吉然;張志丹;劉海峰;李輝;陳幸;劉善新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司;國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種小電流系統(tǒng)單相接地故障定位方法，其特征在于，包括步驟：

步驟1：提取故障饋線上每個(gè)饋線終端在故障時(shí)刻前后的零序電流；

實(shí)時(shí)采集母線的零序電壓，當(dāng)檢測(cè)到母線的零序電壓超過故障判別閾值，根據(jù)故障選線方法確定故障饋線，并提取所述故障饋線上的M個(gè)饋線終端中每個(gè)饋線終端在故障時(shí)刻前Q1個(gè)采樣周期和故障時(shí)刻后Q2個(gè)采樣周期的零序電流；

其中，0＜Q1≤2，2≤Q2≤5，M≥3；

步驟2：依據(jù)系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式對(duì)步驟1所提取的每個(gè)饋線終端的零序電流進(jìn)行預(yù)處理；

其中，若系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，執(zhí)行步驟3；若系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式為中性點(diǎn)不接地方式，采用數(shù)字濾波陷波器濾除步驟1所提取的每個(gè)饋線終端的零序電流中的工頻分量，再執(zhí)行步驟3；

步驟3：對(duì)步驟2中的零序電流進(jìn)行小波包分解并計(jì)算出每個(gè)饋線終端在每個(gè)頻段的能量；

其中，利用db小波對(duì)每個(gè)饋線終端的零序電流進(jìn)行N層小波包分解，得到每個(gè)饋線終端在2^N個(gè)頻段中每個(gè)頻段的分解系數(shù)，并根據(jù)饋線終端在每個(gè)頻段的分解系數(shù)計(jì)算出每個(gè)饋線終端在每個(gè)頻段的能量；

其中，E_mk表示為第m個(gè)饋線終端在第(N，k)頻段的能量；

表示為第m個(gè)饋線終端在第(N，k)頻段的分解系數(shù)，n為相應(yīng)頻段內(nèi)的采樣點(diǎn)；

k∈{0,1,2...2^N-1}，3≤N≤5，1≤m≤M，N為正整數(shù)；

步驟4：從M個(gè)饋線終端的所有頻段中選擇出能量最大的頻段，并獲取能量最大的頻段對(duì)應(yīng)的饋線終端；

步驟5：將步驟4獲取的饋線終端中各個(gè)頻段的能量按照從大到小的順序排列并選擇前R個(gè)頻段；

步驟6：提取剩余M-1個(gè)饋線終端中與步驟5中的R個(gè)頻段相同的頻段的能量，構(gòu)建每個(gè)饋線終端的能量向量；

其中，每個(gè)饋線終端的能量向量由饋線終端上步驟5中的R個(gè)頻段對(duì)應(yīng)的R個(gè)能量組成；

步驟7：計(jì)算故障饋線上相鄰的兩個(gè)饋線終端的能量向量的標(biāo)準(zhǔn)化歐式距離；

步驟8：判斷步驟7中計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化歐式距離是否大于閾值，若大于閾值，大于閾值的標(biāo)準(zhǔn)化歐式距離對(duì)應(yīng)的兩個(gè)饋線終端之間的區(qū)段為故障區(qū)段；否則標(biāo)準(zhǔn)化歐式距離對(duì)應(yīng)的兩個(gè)饋線終端之間的區(qū)段為健全區(qū)段。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟7中相鄰的兩個(gè)饋線終端的能量向量的標(biāo)準(zhǔn)化歐式距離公式如下所示：

其中，d_m,m-1表示第m個(gè)饋線終端和第m-1個(gè)饋線終端的能量向量的標(biāo)準(zhǔn)化歐式距離；

第m個(gè)饋線終端的能量向量表示為：第m-1個(gè)饋線終端的能量向量表示為：

其中，表示為第m個(gè)饋線終端中步驟5中所選擇的前R個(gè)頻段中第R個(gè)頻段的能量，且第m個(gè)饋線終端中步驟5中所選擇前R個(gè)頻段中的第R個(gè)頻段為第m個(gè)饋線終端的所有頻段中的第(N,k_R)個(gè)頻段；

表示為第m-1個(gè)饋線終端中步驟5中所選擇的前R個(gè)頻段中第R個(gè)頻段的能量；且第m-1個(gè)饋線終端中步驟5中所選擇前R個(gè)頻段中的第R個(gè)頻段為第m-1個(gè)饋線終端的所有頻段中的第(N,k_R)個(gè)頻段；

為步驟5中所選擇的前R個(gè)頻段中第1個(gè)頻段、第2個(gè)頻段、第R個(gè)頻段所對(duì)應(yīng)第m個(gè)和第m-1個(gè)饋線終端的能量之間的標(biāo)準(zhǔn)差，k_R∈{0,1,2...2^N-1}。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3采用db5小波對(duì)每個(gè)饋線終端采集的零序電流進(jìn)行N層小波包分解。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3中分解層數(shù)的N等于4。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5中所選擇前R個(gè)頻段中的R等于3。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2中濾波器的頻率響應(yīng)特性為：

其中，H(e^jωT)是頻率響應(yīng)函數(shù)，e^jωT表示為復(fù)指數(shù)信號(hào)，z₁，z₂為傳遞函數(shù)的零點(diǎn)，p₁，p₂為傳遞函數(shù)的極點(diǎn)，ω_f為陷波角頻率，T為周期，j為虛數(shù)符號(hào)。