[發(fā)明專利]一種利用RS分形維數(shù)對小電流接地故障中的故障點進行定位的方法

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• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107462811A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 陳劍萍
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州零爾電力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 杭州云睿專利代理事務所(普通合伙)33254
• 代理人: 張驍敏

技術領域

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)接地故障的快速判別方法，尤其涉及一種小電流接地故障中的故障點快速定位方法。

背景技術

配電網(wǎng)故障中絕大部分是單相接地故障。長時間帶故障運行，過電壓容易使電力設備出現(xiàn)新的接地點，使事故擴大。因此故障后快速選擇排除故障點就顯得十分重要。

現(xiàn)有電力系統(tǒng)中廣泛采用阻抗法、行波法、戶外故障點檢測法等。

1、阻抗法由于受接地電阻的影響，測距精度難以保證；

2、行波法這類故障測距法主要用于分支少的高壓輸電線路，因為對于多分支的10KV配電系統(tǒng)，僅以故障點的電氣距離難以判斷其地理位置。

3、序電流與電網(wǎng)的分布電容大小及接地方式有關，所以戶外故障點檢測法探測精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有故障點定位的方法由于易受接地電阻、分布電容和接地方式影響，測量線分支數(shù)受限這些存在的問題，提出一種利用RS分形維數(shù)對小電流接地故障中的故障點進行定位的方法。

本發(fā)明的技術方案是：

利用RS分形維數(shù)對小電流接地故障中的故障點進行定位的方法，對故障線路的零序電流波形進行頻譜分析，選擇頻率段50-2000Hz，計算其RS分形維數(shù)，根據(jù)擬合函數(shù)選擇出故障點。擬合函數(shù)為以歷史數(shù)據(jù)為基礎的一元二次函數(shù)：

y＝a_jx²+b_jx+c_j

式中：

y：故障距離占線路全長的百分比；

x：RS維數(shù)；

j：第j條線路。

本發(fā)明的特點是：

只需要采集故障線路的零序電流波形，并以歷史數(shù)據(jù)為基礎得到擬合函數(shù)，經(jīng)過計算就能有效的識別出小電流接地故障中的故障點，且對中性點不接地、中性點經(jīng)過高阻接地和中性點經(jīng)過消弧線圈接地等多種運行方式的系統(tǒng)均有效。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種利用RS分形維數(shù)對小電流接地故障中的故障點進行定位的方法的原理框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

實施例1：

如圖1所示，本發(fā)明一種利用RS分形維數(shù)對小電流接地故障中的故障點進行定位的方法的具體實施方式由歷史零序電流波形及故障點位置輸入部分、故障線路零序電流波形輸入部分、暫態(tài)過程波形選擇部分、低通濾波器部分、 RS計算部分、函數(shù)擬合部分及判斷故障點部分組成。其中，歷史零序電流波形及故障點位置輸入部分采集某條線路歷史的故障數(shù)據(jù)y_k,k＝1,2,3(故障距離占線路全長的百分比)及零序故障電流波形，一般只需要三組就可以完成，且類似的線路可以互用數(shù)據(jù)。故障線路零序電流波形輸入部分采集故障線路的零序電流波形。暫態(tài)過程波形選擇部分將短路過程分為暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個部分，考慮到穩(wěn)態(tài)過程的時間相對較長，按正弦有規(guī)律地變化，暫態(tài)過程的時間短，零序電流變化相對快，有更大的幅值，更有利于故障選線，因此將暫態(tài)過程取樣放大。低通濾波器部分選擇暫態(tài)波形的50～2000Hz頻段。因為故障線路與非故障線路的頻譜主要分布此頻段內(nèi)。RS計算部分則分別計算由上一步得到的歷史零序暫態(tài)電流波形的RS分形維數(shù)x_k,k＝1,2,3和故障線路的RS分形維數(shù)x_i。其計算過程為取一系列由取樣得到的零序暫態(tài)電流波形幅度值作為分維數(shù)序列，依照Hurst定律，計算得到故障線路的RS分形維數(shù)x。函數(shù)擬合部分將歷史的RS數(shù)據(jù)x_k,k＝ 1,2,3作為輸入，y_k,k＝1,2,3(故障距離占線路全長的百分比)作為輸出，得到擬合函數(shù)：

y＝a_jx²+b_jx+c_j

判斷故障點部分則將x_i代入上式，得到故障點y_i。

此方法只需要采集故障線路的零序電流波形，并以歷史數(shù)據(jù)為基礎得到擬合函數(shù)，經(jīng)過計算就能有效的識別出小電流接地故障中的故障點，且對中性點不接地、中性點經(jīng)過高阻接地和中性點經(jīng)過消弧線圈接地等多種運行方式的系統(tǒng)均有效。