[發明專利]一種配電網單相斷線故障識別方法

在審

• 申請號: 202011304149.0
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112485590A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 謝宗祿;李文;張麗海;阮詩田;王美燕;姚康;李光明
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司臨滄供電局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/54;G01R31/58
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;亢能

本發明公開一種配電網單相斷線故障識別方法，包括：采集配電網各線路的三相電流；提取各條線路的負序電流；對各條線路的負序電流進行EMD分解，得到若干階本征模態分量；選取二階本征模態分量，對其進行Hilbert變換，得到二階本征模態分量對應的瞬時幅值和瞬時頻率，以一個周期內的瞬時幅值之和作為識別單相斷線故障的特征量；比較各條線路的特征量，若該特征量發生突變，則為故障線路，若該特征量變化不明顯，則為健全線路。本發明方法不受中性點接地方式的影響，對動力負荷、非動力負荷以及綜合性負荷所在線路的故障均做出高靈敏度、快速準確的判別。

技術領域

本發明屬于配電網故障識別技術領域，涉及一種配電網單相斷線故障識別方法。

背景技術

配電線路中除了發生橫向不對稱故障外，還可能發生縱向不對稱故障，主要包括單相斷線和兩相斷線。當配電線路某饋線發生斷線故障時，因母線側相電壓、相電流變化特征不明顯，使故障難以被發現。但斷線故障線路的持續不對稱運行，雖然不會引起危險的大電流和電壓的急劇波動，但是系統中出現的負序分量可能對發電機的出力和絕緣產生損害，影響電力系統安全穩定運行。因此研究正確選線和準確快速的故障定位方法，對于配電網的安全、穩定、高效運行有著重要的意義。

根據故障判別所使用的特征信號來源，故障選線方法主要有注入信號法、信息融合法及故障信號法。

信號注入法雖然廣泛應用在單相接地故障選線中，但需要額外附加信號裝置且注入信號容易被干擾，在工程應用方面較為復雜。

信息融合法基于多判據選線，面對復雜多變的配電網拓撲結構，很難建立故障數據樣本，其有效性有待于進一步研究。

故障信號法分為穩態分量法與暫態分量法。基于穩態量的故障選線法存在穩態電流幅值小、故障點電弧不穩定等問題，容易出現誤判，準確性不高。利用暫態量進行故障選線時具有故障特征量明顯、受消弧線圈影響小等優點。常用的基于暫態量的故障選線方法主要有暫態能量法、S變換、小波極性法等。暫態能量法通過定義零序能量函數進行故障選線，但該方法對于高阻接地時不易檢查出故障線路；S變換作為一種利用單一故障特征量選線的方式難以滿足配電網復雜故障情況下的選線要求；基于行波的配電網選線和故障定位技術存在行波波頭易丟失，行波采集裝置布點眾多成本昂貴等缺點。

目前還沒有一種方法能夠在傳統的配電網架空線單相接地故障選線中同時滿足不受中性點接地方式和負荷性質的影響，且靈敏度高、成本低、可靠性高等要求。因此，研究在配電網架空線發生故障后提取有效特征量和選擇合理選線判據對于配電網安全可靠運行具有一定的工程價值。

發明內容

針對以上不足，本發明提供了一種具有高靈敏度且應用場景廣泛、成本低等特點的配電網架空線故障判斷及識別方法。

本發明的方法主要包括選取合適的暫態信號作為選線判據、并對暫態信號進行Hilbert（希爾伯特-黃）變換，分析信號的內在特性，對配電網的故障進行正確選線和準確快速定位有著重大的生產實踐意義。

本發明的技術方案具體如下：

一種配電網單相斷線故障識別方法，包括以下步驟：

步驟（1）采集配電網各線路的三相電流；

步驟（2）提取各條線路的負序電流；

步驟（3）對各條線路的負序電流進行EMD分解，得到若干階本征模態分量；

步驟（4）選取二階本征模態分量，對其進行Hilbert變換，得到二階本征模態分量對應的瞬時幅值和瞬時頻率，以一個周期內的瞬時幅值之和作為識別單相斷線故障的特征量；

步驟（5）比較各條線路的特征量，若該特征量發生突變，則為故障線路，若該特征量不發生變化或者變化不明顯，則為健全線路。

進一步地，步驟（2）中，提取的用作選線判據的暫態信號是各條線路的負序電流。