[發明專利]一種小電流接地系統故障選線方法

在審

• 申請號: 202011103113.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112415324A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 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

1.一種小電流接地系統故障選線方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、判斷小電流接地系統是否發生單相接地故障，若發生單相接地故障，故障選線裝置立即啟動，采用100kHz的采樣頻率記錄故障時刻起2個工頻周期內各分支線路暫態零序電流x(t)；

步驟2、采用希爾伯特變換獲得各條分支線路零序電流的解析信號

步驟3、對暫態零序電流解析信號乘以移頻因子，得到

步驟4、取的實部得到非工頻暫態分量i0_g(n)，g為分支線路編號，g＝1，2，3，…，l，l為總分支線路數目；n為離散采樣點數，n＝1，2，3，…，N；

步驟5、根據獲得的非工頻暫態分量i0_g(n)分別計算歸一化后的暫態能量、峭度值、互相關距離；

步驟6、對歸一化后的暫態能量、峭度值、互相關距離采用D-S證據融合算法進行融合，得到各條線路的綜合故障測度值FC_g；

步驟7、將綜合故障測度值FC_g中最大值對應的線路判定為故障線路；將綜合故障測度值FC_g中非最大值對應的線路判定為非故障線路。

2.根據權利要求1所述一種小電流接地系統故障選線方法，其特征在于，步驟1所述判斷小電流接地系統是否發生單相接地故障，具體過程為：

步驟A、判斷小電流接地系統的零序電壓U₀(t)是否大于母線額定電壓U的0.15倍，當U₀(t)＞0.15U時，則執行步驟B；當U₀(t)≤0.15U時，則返回步驟A；

步驟B、判斷電壓互感器是否斷線：當電壓互感器發生斷線時，則發出電壓互感器斷線警告信息；否則，則執行步驟C；

步驟C、判斷消弧線圈是否發生串聯諧振：當發生串聯諧振時，則調節消弧線圈遠離諧振點以防止其發生串聯諧振；否則，則判定小電流接地系統發生單相接地故障。

3.根據權利要求1所述一種小電流接地系統故障選線方法，其特征在于，步驟2所述希爾伯特變換的公式為：

式中，x(t)為采集得到的分支線路暫態零序電流，H(·)表示Hilbert變換，為經Hilbert變換后的暫態零序電流解析信號。

4.根據權利要求1所述一種小電流接地系統故障選線方法，其特征在于，所述步驟3中所述的表示為：

式中，ω表示角速度，ω＝2πf，f為系統頻率。

5.根據權利要求1所述一種小電流接地系統故障選線方法，其特征在于，步驟5具體過程為：

(1)計算歸一化后暫態能量FE_g，具體包括：

選取db4小波函數，分解層數定為4層，采用小波包分解非工頻暫態分量i_0g(n)可得到一系列頻帶信號，其中，選取能量最大的頻帶作為特征頻帶f_0g(m)；

計算特征頻帶的暫態能量E_g，計算式如下：

式中，f_0g(m)為第g條線路對應的特征頻帶，m為特征頻帶的采樣點，m＝1，2，3，…，p，p為特征頻帶f_0g(m)的總元素數目；E_g為第g條線路對應的特征頻帶的暫態能量；

計算第g條線路特征頻帶歸一化后的暫態能量FE_g，計算式如下：

(2)計算歸一化后峭度值SE_g，具體包括：

計算第g條線路的峭度值k_g，計算式如下：

式中，μ，σ分別為i_0g(n)的均值，標準差；

計算第g條線路歸一化后峭度值SE_g，具體如下：

(3)計算歸一化后互相關距離TE_g，具體包括：

首先，列寫第g條線路對應的特征頻帶f_0g(m)序列，如下：

f_0g(m)＝f_0g(1),f_0g(2),f_0g(3),···,f_0g(p)

遴選f_0g(m)序列的前20個數值的最大值，記為λ_g，具體為：

λ_g＝max[f_0g(1)，f_0g(2)，f_0g(3)，…，f_0g(20)]

若λ_g≥0，則將f_0g(m)序列由大到小依次排列得到S_g(m)，具體為：

S_g(m)＝S_g(1)≥S_g(2)≥S_g(3)≥…≥S_g(p)

若λ_g＜0，則將f_0g(m)序列由小到大依次排列得到S_g(m)，具體如下：

S_g(m)＝S_g(1)＜S_g(2)＜S_g(3)＜…＜S_g(p)

其次，計算第h條線路對應的S_h(m)和第g條線路對應的S_g(m)的相關距離D_hg，計算式如下：

再次，計算相關距離D_hg的平均值，計算式如下：

最后，對CD_g進行歸一化，得到歸一化后的互相關距離TE_g，計算式為：

式中，TE_g表示第g條線路對應的歸一化后的互相關距離。