[發明專利]一種S注入信號的檢測方法

在審

• 申請號: 201811539318.1
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109782122A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 張慧芬;黃壇壇;楊海濤;王喜靖;趙錫彬;曲振明;胡明月;楊帆
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 高強

1.一種S注入信號的檢測方法，其特征是，它的步驟為：

1)當配電網發生單相接地故障時，各線路零序電流是以50Hz為主的正弦信號，通過信號注入裝置向系統注入一個特定頻率為220Hz的微弱電流信號；

2)注入的該特定頻率的微弱電流信號僅流經故障相，后經接地點入地，該信號即為要檢測的選線判斷信號；

3) 隨機共振理論可在一定的條件下增強系統的輸出，因此利用隨機共振理論檢測出信號注入裝置注入的微弱電流信號，便可完成選線。

2.根據權利要求1所述的一種S注入信號的檢測方法，其特征是，所述步驟1)中的220Hz電流信號為：

(1)

式(1)中，為信號注入裝置所注入的電流，是頻率為220Hz的正弦信號；為其有效值，f₀為注入信號的頻率。

3.根據權利要求1所述的一種S注入信號的檢測方法，其特征是，所述步驟2)中，若系統發生A相接地故障時，系統各相對地電壓會發生變化，信號注入裝置通過對上述電壓變化的檢測，判斷出A相接地，并自動將信號電源跨接在A、N端子之間，在A相電壓互感器PT二次繞組產生電流信號，如附圖1中的虛線①所示；由于A相PT一次繞組處于被短接狀態，二次繞組中的電流必然感應到一次側，其回路如附圖1中的虛線②所示；選擇注入信號頻率f₀位于工頻N次與N+1次諧波之間，確保99.9%的信號沿接地線路接地相流動并經接地點入地，有利于提高選線準確率。

4.根據權利要求1所述的一種S注入信號的檢測方法，其特征是，所述步驟3)中，隨機共振理論是通過噪聲和微弱周期信號，在一定的非線性條件下，能夠增強非線性系統的周期性輸出；

受隨機白噪聲和注入微弱電流信號作用的雙穩態系統由朗之萬方程（LE）來描述，即：

(2)

方程(2)對應的福克-普朗克(FPE)方程為：

(3)

目前并不能從理論上得出方程(3)的精確解，利用四階Runge-Kutta算法求其近似解：

(4)

其中， k₁、k₂、k₃、k₄分別為：

(5)

隨機共振對低頻信號具有很好的能量聚集的傾向，但對于高頻微弱信號具有抑制作用，所以要檢測高頻信號就必須先將其轉化為低頻信號，后作為系統輸入，從而產生隨機共振；

引入變量替換z可以將模型變成歸一化形式，即

(6)

通過化簡，得

(7)

式(7)是式(2)的歸一化形式，兩式是等價的，且歸一化后信號頻率變為原來的1/a；因此對于高頻信號可以通過選擇較大的參數，歸一化為低頻信號，來滿足隨機共振的要求，從而檢測出所注入的220Hz微弱電流信號。

5.根據權利要求1所述的一種S注入信號的檢測方法，其特征是，它的方法為，

①小電流接地系統正常運行時，實時監測系統三相電壓和零序電壓，并判斷系統是否發生單相接地故障；

②若沒有單相接地故障發生時，重復步驟①；若有，信號注入裝置自動跨接在接地相和中性接地點端子之間，向系統注入220Hz的微弱電流信號，該電流包含在故障線路的零序電流中；

③將各線路零序電流信號通過兩級帶通濾波，盡可能的濾除220Hz以外的信號；

④將濾波后的信號經過隨機共振理論和歸一化處理，檢測出注入的電流信號，完成選線工作；

⑤繼續監測母線電壓和系統零序電壓，并判斷單相接地故障是否解除；

⑥若故障未解除，繼續進行步驟⑤的操作；

⑦若故障已解除，返回到步驟①重新進行上述操作。