[發明專利]一種基于基頻相關性和最大關聯距離的故障選線方法

在審

• 申請號: 202010948048.0
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112255497A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 王曉衛;魏向向;高杰;梁振鋒;黨建;賈嶸;張惠智;王開艷;王艷婷
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 韓玙

本發明一種基于基頻相關性和最大關聯距離的故障選線方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、采集計算各饋線的零序電流，利用傅里葉算法計算零序電流中基頻分量相位并計算相位差；步驟2、根據相位差進行配電網單相接地故障饋線判定，得到故障線路。本發明中進行配電網單相接地故障饋線判定時，當單相接地故障發生時，首先判斷零序電流的基頻分量相位差，若差值較小，提出了基于基頻分量相關性的故障選線判據；若差值較大，則結合自由振蕩分量的首半波極性，通過對自由振蕩分量進行重新排列，提出了基于改進關聯距離的故障選線判據，本發明的方法結合穩態法和暫態法的優勢，充分利用故障零序電流的穩態與暫態信息，能夠提高故障選線的準確率。

技術領域

本發明屬于電力系統配電網繼電保護技術領域，具體涉及一種基于基頻相關性和最大關聯距離的故障選線方法。

背景技術

在電力系統接地故障中，單相接地故障占所有故障類型的80％以上，因此電力系統故障檢測是維持電網安全、可靠和穩定的運行重要手段。中性點經消弧線圈接地的運行方式廣泛應用于中低壓配電系統(10kV、35kV、66kV等)。對于該種運行方式的電網，當單相接地故障發生時，故障電流幅值較小，外加消弧線圈的補償作用，導致故障特征微弱。近年來，很多關于故障選線的技術和文章相繼發表，但由于惡劣的現場環境，現有選線方法的適用性存在諸多困難和限制。

現有的選線方法主要可以分為穩態法、人工注入法和暫態法，其中，穩態法主要有：比幅比相法、諧波法等，穩態法主要利用故障電壓或電流的幅值或相位差異實現選線。基于人工注入的配電網故障選線方法，通過檢測人工注入的特定電流信號實現選線。基于穩態法和人工注入法的選線方法便于實現、原理簡單。

為了充分利用故障瞬間暫態零序電流中豐富的暫態信息，提高選線的時效性和準確率，基于暫態信息的選線方法成為研究的主流，如能量法、相關分析法、小波分析法、S變換法、希爾伯特-黃變換方法、聚類法等。

穩態法和人工注入法容易受到系統運行方式、電流互感器容量、外界干擾等的因素影響，且在高阻接地故障條件下，選線結果的準確率不高，可靠性不強。目前的暫態選線方法選線原理雖然準確率得到提高，但選線過程復雜且耗費時間長，該方法多伴隨現代信號處理算法或智能算法，得到的結果往往具有較強的隨機性，在實際應用過程中受到限制。對于聚類法，需要收集足夠多的故障線路樣本，耗時較長，且故障隨機性大，無法保證能夠收集到足夠豐富的樣本數據，實際應用效果不理想。

低阻接地故障時選線準確率高，但當發生高阻接地故障時，由于故障特征微弱且消失較快，僅依靠暫態量的選線方法適用性受限。因此，單相接地故障發生時，若合理利用故障條件下的穩態與暫態信息，勢必會提高選線方法的準確率，增加選線方法的適用性。

根據以上論述，現有的故障選線方法要么準確率不高，要么計算過程復雜，選線耗費時間長。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于基頻相關性和最大關聯距離的故障選線方法，充分利用故障零序電流的穩態與暫態信息，能夠提高故障選線的準確率。

本發明所采用的技術方案是，一種基于基頻相關性和最大關聯距離的故障選線方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、采集計算各饋線的零序電流，利用傅里葉算法計算零序電流中基頻分量相位并計算相位差；

步驟2、根據相位差進行配電網單相接地故障饋線判定，得到故障線路。

本發明的特點還在于：