[發(fā)明專(zhuān)利]基于Hausdorff距離的小電流接地故障定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011328544.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112557812B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新慧;吳文浩;陳羽;彭克;程夢(mèng)竹;王蘇蓬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于Hausdorff距離的小電流接地故障定位方法及系統(tǒng)，方法包括以下步驟：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)母線零序電壓；當(dāng)母線零序電壓大于設(shè)定閾值時(shí)進(jìn)行故障定位；采樣故障后第一個(gè)周期的母線零序電壓和故障線路各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的零序電流；提取特征頻段內(nèi)的母線暫態(tài)零序電壓和故障線路各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的暫態(tài)零序電流；求取故障線路各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的投影分量，計(jì)算相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)的改進(jìn)Hausdorff距離值；根據(jù)求取的改進(jìn)Hausdorff距離值進(jìn)行故障區(qū)段判斷。本發(fā)明利用故障點(diǎn)兩側(cè)暫態(tài)零序電流差異顯著的特點(diǎn)來(lái)確定故障區(qū)段，定位效果明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于Hausdorff距離的小電流接地故障定位方法及系統(tǒng)，屬于配電網(wǎng)故障定位技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

小電流接地方式是我國(guó)中壓配電網(wǎng)普遍采用的一種接地方式，當(dāng)小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，三相之間線電壓依然保持對(duì)稱(chēng)，系統(tǒng)允許持續(xù)運(yùn)行1～2小時(shí)，但故障若不能及時(shí)切除，會(huì)使得線路間絕緣擊穿，造成故障范圍擴(kuò)大。因此，在小電流接地系統(tǒng)中，如何快速定位故障區(qū)段是繼電保護(hù)技術(shù)中的一大難題。

目前，針對(duì)小電流接地故障區(qū)段定位的研究取得了極大進(jìn)展，大多是在故障選線的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。在中性點(diǎn)不接地的配電網(wǎng)中，利用工頻零序電流的幅值和方向、零序無(wú)功功率方向法進(jìn)行區(qū)段定位；在諧振接地配電網(wǎng)中，采用零序有功功率法指示故障，利用消弧線圈并聯(lián)電阻產(chǎn)生的有功電流分量克服消弧線圈電流的影響；另外，采用線路上安裝的故障指示器檢測(cè)附加的電流信號(hào)，利用附加信號(hào)從母線流向故障線路并從故障點(diǎn)返回的特點(diǎn)定位故障區(qū)段。與上述方法相比，利用暫態(tài)量進(jìn)行故障定位的方法，不受消弧線圈的影響，可以快速、準(zhǔn)確地定位故障區(qū)段，應(yīng)用前景廣闊，基于暫態(tài)量的行波測(cè)距法已成功應(yīng)用在輸電線路上，在線路長(zhǎng)度較長(zhǎng)、分支較少的配電網(wǎng)也可以采用行波原理進(jìn)行測(cè)距；暫態(tài)無(wú)功功率方向法需要獲取檢測(cè)點(diǎn)處線路自身的故障暫態(tài)電壓、電流，對(duì)故障暫態(tài)零序電壓進(jìn)行希爾伯特變換，求取與其暫態(tài)零序電流的平均功率，以平均功率的符號(hào)來(lái)判斷故障區(qū)段；現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)利用故障點(diǎn)上、下游暫態(tài)零模電流波形相似度進(jìn)行故障區(qū)段定位的方法做了大量研究，該方法在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好，具有較高的可靠性。

上述方法分為利用穩(wěn)態(tài)量和暫態(tài)量?jī)纱箢?lèi)。利用穩(wěn)態(tài)故障特征包括零序電流群體比幅比相法、零序無(wú)功功率方向法進(jìn)行故障區(qū)段定位受到噪聲和消弧線圈的影響，導(dǎo)致定位失敗。外加信號(hào)法包括S信號(hào)注入法等，其缺點(diǎn)在于需要附加信號(hào)注入設(shè)備，增加了現(xiàn)場(chǎng)操作難度，且在故障電阻比較大時(shí)，難以進(jìn)行定位處理，而且也不適用于存在間歇性電弧的故障。與上述方法相比，利用暫態(tài)量進(jìn)行故障定位的方法，不受消弧線圈的影響，可以快速、準(zhǔn)確地定位故障區(qū)段，應(yīng)用前景廣闊。行波測(cè)距法已成功應(yīng)用在輸電線路上，但考慮到配電網(wǎng)線路短、分支多、存在架空電纜混合等諸多因素，實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距較為困難。根據(jù)故障點(diǎn)上、下游暫態(tài)零序電流波形相似度進(jìn)行故障區(qū)段定位的方法存在定位盲區(qū)、通訊數(shù)據(jù)量大并且要求各檢測(cè)點(diǎn)時(shí)間精確同步。另外利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解實(shí)現(xiàn)故障定位的方法，在惡劣故障條件下，會(huì)引起暫態(tài)零序電流的幅值大幅度減小，導(dǎo)致定位失敗。此外，隨著大量電纜線路的接入，使得實(shí)際配網(wǎng)故障情況更加復(fù)雜，暫態(tài)信息更為豐富，因此，針對(duì)電纜-架空混合線路的配電網(wǎng)，研究可靠的定位方法具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種基于Hausdorff距離的小電流接地故障定位方法及系統(tǒng)，利用改進(jìn)后的Hausdorff距離算法計(jì)算投影后的數(shù)值，進(jìn)而定位故障區(qū)段。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于Hausdorff距離的小電流接地故障定位方法，包括以下步驟：

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)母線零序電壓；

當(dāng)母線零序電壓大于設(shè)定閾值時(shí)進(jìn)行故障定位；

采樣故障后第一個(gè)周期的母線零序電壓和故障線路各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的零序電流；

提取特征頻段內(nèi)的母線暫態(tài)零序電壓和故障線路各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的暫態(tài)零序電流；