[發明專利]一種配電線路單相接地故障區段定位方法

在審

• 申請號: 201910168383.6
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN111665413A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 李升健;趙建文;孫杰;郭亮;潘建兵;時偉;曹蓓;劉洋
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;西安科技大學;南昌科晨電力試驗研究有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

1.一種配電線路單相接地故障區段定位方法，其特征在于，所述方法對故障后每個檢測點零序電流進行小波包分解；剔除工頻最低頻段，以每個頻段最大系數形成系數矩陣；通過對系數矩陣作信號互距離處理，得到區段定位向量；最大元素對應的區段即為故障區段。

2.根據權利要求1所述的一種配電線路單相接地故障區段定位方法，其特征在于，所述方法的步驟如下：

(1)當小電流接地系統發生單相接地故障時，饋線上各監測點的終端設備采集故障后1/4周波的零序電流信號；然后采用db4小波包作為基函數，對故障后每個檢測點的零序電流按一定的頻帶寬度進行4層小波包分解，得到16個小波包頻帶；剔除工頻所在的頻段后，選取剩余暫態電流集中的頻段所對應的小波包分解節點，用其每個頻段中的最大系數組成系數矩陣A；

(2)將系數矩陣A經通信通道發送至主站，主站通過對系數矩陣A作信號互距離處理，得到最終的區段定位向量D；

(3)在區段定位向量D中篩選向量中最大元素，確定故障區段。

3.根據權利要求1所述的一種配電線路單相接地故障區段定位方法，其特征在于，所述系數矩陣形成方法如下：

當發生單相接地故障時，假設對零序電流進行j層小波包分解，零序電流將分布在從低頻到高頻的各個頻段中；對各個檢測點的零序電流采用小波包按照適當的頻帶寬度進行分解，得到m個檢測點零序電流在各個頻段下的系數k^j(mn)，其中：k^j表示小波包分解成第(j,k)下的系數，每個頻帶下共有n個系數，j為小波包分解的層數，k為小波包分解的第k個節點；以第一個檢測點為例，用小波包的分解所得到的系數矩陣k^j(mn)為：

為了減少工頻分量的干擾，將非工頻信號所對應頻段的每一個節點絕對值最大的系數Mw_k^j(mn)生成系數矩陣；其中，Mw_k^j(mn)表示每一個節點的系數最大值；若對四個區段配電網系統利用DB4小波進行4層分解，得到系數矩陣A：

4.根據權利要求1所述的一種配電線路單相接地故障區段定位方法，其特征在于，所述區段定位向量形成如下：

若x(n)和y(n)分別是兩個離散的各態遍歷平穩隨機信號X(n)和Y(n)的任一樣本函數，y(n+m)與y(n)的時移信號序列，則它們之間的互距離函數Δ_xy(m)定義為：

若故障路徑上有m個監測點，在小波包變換之后，利用信號距離對故障區段和非故障區段的小波包系數進行處理，形成一個區段定位向量D：

5.根據權利要求1所述的一種配電線路單相接地故障區段定位方法，其特征在于，所述對系數矩陣作信號互距離處理過程如下：

將系數矩陣A的第二列減去第一列取絕對值然后求和得到區段定位向量的第一個元素；以此類推，第三列減第二列取絕對值然后求和得到區段定位向量的第二個元素；第四列減第三列取絕對值然后求和得到區段定位向量的第三個元素；第五列減第四列取絕對值然后求和得到區段定位向量的第四個元素；通過上述方法計算所得元素組成一個一行四列的向量，即區段定位向量D。

6.一種配電線路單相接地故障區段定位系統，其特征在于，所述系統包括主站、線路桿塔、饋線終端設備；配電線安裝在線路桿塔上；多個饋線終端設備分散設置在配電線上；所述饋線終端與所述主站通信連接，饋線終端采集的故障信號經通信通道發送至主站；所述線路桿塔上安裝有斷路器或分段開關；所述系統采用集中控制模式即由配電網主站收集終端檢測的各項故障信息并進行決策，主站下發處理命令由饋線終端設備執行實現。