[發(fā)明專利]基于ESMD的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法

有效

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• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109061399B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷志華;孫國強;衛(wèi)志農(nóng);臧海祥
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明涉及一種基于ESMD的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，包括以下步驟：（1）判斷母線零序電壓值是否越限，若是，則執(zhí)行步驟（2）；若否，則返回步驟（1）；（2）采集各測點故障后1/2工頻周期內(nèi)的零序電流信號；（3）對采集到的零序電流信號進行ESMD分解，得到一系列本征模態(tài)函數(shù)IMF及余量函數(shù)R；（4）對ESMD分解所得到的本征模態(tài)函數(shù)IMF及余量函數(shù)R構(gòu)造描述暫態(tài)零序電流波形震蕩強度的故障暫態(tài)能量函數(shù)；（5）基于故障暫態(tài)能量函數(shù)通過構(gòu)造故障區(qū)段邏輯判斷函數(shù)對其進行規(guī)格化處理；（6）結(jié)合配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)確定故障所在區(qū)段。本發(fā)明對不同接地方式、不同過渡電阻和不同故障角下的接地故障都能表現(xiàn)出極好的適應(yīng)性，易于工程實現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ESMD的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法。

背景技術(shù)

當非有效接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，因線電壓繼續(xù)保持對稱，可極大提高供電可靠性，目前國外主要發(fā)達國家的配電網(wǎng)整體上也從小電阻接地方式逐漸向消弧線圈為代表的非有效接地方式過渡。但這種中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，因消弧線圈對配電網(wǎng)電容電流進行了一定程度補償，使得整個配電網(wǎng)在故障發(fā)生后其電流分布規(guī)律發(fā)生了重大改變，給故障的定位排查帶來了極大困難，這也使得小電流接地系統(tǒng)的故障定位問題成為傳統(tǒng)配電網(wǎng)中為數(shù)不多的尚未得到徹底解決的問題之一。

為解決這一問題，許多學者進行了大量研究，提出了一系列選線定位方案，大致包括穩(wěn)態(tài)分量法、暫態(tài)分量法和信號注入法。從近年實際使用效果來看，基于穩(wěn)態(tài)量的選線定位方法整體效果不佳，因其易受中性點接地方式、過渡電阻和不穩(wěn)定電弧等因素影響，靈敏度低，容易發(fā)生誤判；信號注入法的一個顯著缺點是要大幅增加投資，且該方法并不能從根本上解決高阻接地故障問題；暫態(tài)法近年來受到高校學者、電力錄波裝置生產(chǎn)企業(yè)的青睞，主要因為消弧線圈補償?shù)膶ο笫枪ゎl電流，對暫態(tài)過渡過程中的一些高頻電流并沒有顯著的補償效果，基于這個出發(fā)點提出了一系列基于暫態(tài)法的故障選線定位技術(shù)方案，但基于不同理論的暫態(tài)選線定位方法其效果、適用性也有相當大差異。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于ESMD的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，該方法可有效提取故障暫態(tài)特征，有效規(guī)避了中性點接地方式、故障角、過渡電阻、故障發(fā)生位置等因素的影響，適用于纜線混連配電網(wǎng)、純架空線配電網(wǎng)、同桿雙回結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)，適用故障工況范圍廣，原理簡單，易于工程實現(xiàn)。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于ESMD的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法，包括以下步驟：

(1)判斷母線零序電壓值是否越限，若是，則執(zhí)行步驟(2)；若否，則返回步驟(1)；

(2)采集各測點故障后1/2工頻周期內(nèi)的零序電流信號；

(3)對采集到的零序電流信號進行ESMD分解，得到一系列本征模態(tài)函數(shù)IMF及余量函數(shù)R；

(4)對ESMD分解所得到的本征模態(tài)函數(shù)IMF及余量函數(shù)R構(gòu)造描述暫態(tài)零序電流波形震蕩強度的故障暫態(tài)能量函數(shù)；

(5)基于故障暫態(tài)能量函數(shù)通過構(gòu)造故障區(qū)段邏輯判斷函數(shù)對其進行規(guī)格化處理；

(6)結(jié)合配電網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)確定故障所在區(qū)段。

本發(fā)明一個較佳實施例中，基于ESMD的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法進一步包括所述步驟(1)中，當母線零序電壓值超過0.15倍的母線額定電壓值時，判定母線零序電壓值越限。

本發(fā)明一個較佳實施例中，基于ESMD的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法進一步包括所述步驟(2)中，通過安裝于配電網(wǎng)各測點的故障錄波裝置來采集各測點故障后1/2工頻周期內(nèi)的零序電流信號。

本發(fā)明一個較佳實施例中，基于ESMD的配電網(wǎng)單相接地故障區(qū)段定位方法進一步包括所述步驟(3)包括以下步驟：