[發明專利]一種基于斯皮爾曼相關系數的輸電線路故障檢測方法

有效

• 申請號: 201910322248.2
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN109975661B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 童曉陽;溫豪
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 51232 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 葛啟函

本發明公開了一種基于斯皮爾曼相關系數的輸電線路故障檢測方法。采集線路兩側每個時刻的三相電流瞬時值，計算獲得線路兩側的正序故障分量、負序、零序電流的瞬時值，構造線路某側的故障分量綜合電流為同一時刻的正序故障分量電流、負序電流、零序電流瞬時值的疊加。以一個周波作為時間窗，利用時間窗內的故障分量綜合電流，構造某線路的兩個特征序列，計算兩個特征序列之間的斯皮爾曼相關系數。時間窗每向前移動一點計算一次線路的斯皮爾曼相關系數，當該相關系數大于閾值0時，就判斷該線路為故障線路。本方法不受過渡電阻、異常數據、電流互感器飽和等影響，在非全相運行、潮流轉移中再故障也能夠檢測出故障線路，并且對信息同步性的要求不高。

技術領域

本發明涉及電網輸電線路的故障檢測技術領域。

背景技術

現有的保護算法大多是在基波相量體系下，利用傅氏算法得到工頻相量再進行保護計算，但是傅氏算法會受到故障電流中衰減直流分量的影響，保護動作速度會受到濾波算法數據窗的限制，還存在抗干擾能力不足等問題。針對以上問題，國內外學者開始研究基于電流瞬時值波形的保護算法，但是在高阻接地故障、采樣值異常、信息不同步、電流互感器(CT)飽和等情況下，已有故障檢測算法的耐受度和準確性存在一定的不足。

文獻(陳樂，薄志謙，林湘寧，等.基于波形相似度比較的線路快速縱聯保護研究[J].中國電機工程學報，2017，37(17)：5018-5027)提出將線路某一側的電流采樣值取反，利用Hausdorff距離計算兩側電流波形的相似度，根據H距離的值構造保護判據。該算法需要附加異常數據的識別方法來剔除異常數據，并且沒有考慮CT飽和的影響；

文獻(孔德洪，呂飛鵬，韓康，等.基于采樣值相關度的廣域后備保護算法[J].電測與儀表，2017，54(9)：6-11)利用線路兩側電流的采樣值構造出了兩個信號序列，通過計算兩個序列之間的相關度來識別故障線路，該方法對電流信號的同步性要求不高，但是高阻接地故障會影響算法的靈敏度，同樣它沒有考慮CT飽和的影響。

發明專利公開號CN106786424A，公開了“基于電流波形相似度的新能源場站送出線路縱聯保護方法”。通過分析新能源并網線路兩側的故障電流波形的差異，計算兩側電流波形的皮爾遜相關系數來建立保護判據，但該方法僅適用于光伏、風電等新能源場站送出線路的保護，并且皮爾遜相關系數會受到異常數據的影響。

針對上述方法存在的問題，本發明提出一種基于斯皮爾曼相關系數的輸電線路故障檢測方法。與現有方法相比，本發明提出的輸電線路故障檢測方法的優勢是檢測故障線路準確，有更強的抗干擾能力，不受過渡電阻、噪聲、異常數據等因素的影響，并且有更強的耐同步誤差和抗CT飽和的能力。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于斯皮爾曼相關系數的輸電線路故障檢測方法，它能有效地解決保護算法在高阻接地故障、采樣值異常、信息不同步、CT飽和等情況下靈敏度不足的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

步驟一、采集線路mn兩側每個采樣時刻的三相電流瞬時值i_ma、i_mb、i_mc、i_na、i_nb、i_nc，根據瞬時對稱分量法，分別計算線路mn兩側的正序電流瞬時值i_m1、i_n1，負序電流瞬時值i_m2、i_n2，零序電流瞬時值i_m0、i_n0，其中，m、n為被檢測線路兩側的母線編號；