[發(fā)明專利]基于故障多特征量提取的配電網(wǎng)單相接地故障識(shí)別方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011360924.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN112557948A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁銘聰;游林輝;胡峰;孫仝;陳政;張謹(jǐn)立;宋海龍;黃達(dá)文;王偉光;黃志就;何彧;陳景尚;譚子毅;馮志華;鄢峻雯;尤德柱;羅鮮林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶供電局
• 主分類號(hào): G01R31/52
• 分類號(hào): G01R31/52;G01R31/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 牛念

1.一種基于故障多特征量提取的配電網(wǎng)單相接地故障識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：對(duì)單相接地故障進(jìn)行分類；

S2：提取單相接地故障的故障識(shí)別特征量；

S3：依據(jù)步驟S2中的故障識(shí)別特征量，構(gòu)建單相接地故障類型識(shí)別流程，以相應(yīng)故障識(shí)別特征量的特征值作為故障判據(jù)，對(duì)不同類型的單相接地故障進(jìn)行識(shí)別；

S4：輸出配電網(wǎng)中故障位置和故障時(shí)刻的診斷結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于故障多特征量提取的配電網(wǎng)單相接地故障識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S1中，對(duì)單相接地故障按照接地故障持續(xù)性、接地點(diǎn)過渡電阻以及故障點(diǎn)燃弧性質(zhì)進(jìn)行分類，具體地：

基于接地故障持續(xù)性進(jìn)行分類：從故障持續(xù)性的角度以及電弧的性質(zhì)，單相接地故障分為間歇性電弧接地故障與永久性接地故障；

基于接地點(diǎn)過渡電阻進(jìn)行分類：定義當(dāng)過渡電阻大于500Ω時(shí)，認(rèn)為發(fā)生了高阻接地故障，否則為低阻接地故障，低阻接地故障包括單相金屬性接地故障與單相電弧性接地故障，單相接地故障分為高阻接地故障與低阻接地故障；

基于故障點(diǎn)燃弧性質(zhì)進(jìn)行分類：當(dāng)故障點(diǎn)有電弧放電現(xiàn)象，電氣量為非正弦波，則稱為經(jīng)電弧接地故障；當(dāng)故障點(diǎn)不存在電弧放電現(xiàn)象，電氣量呈穩(wěn)定正弦波，則稱為經(jīng)電阻接地故障，單相接地故障分為經(jīng)電弧接地故障與經(jīng)電阻接地故障。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于故障多特征量提取的配電網(wǎng)單相接地故障識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S2具體為，通過小波多分辨率分析與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合，提取主變壓器低壓側(cè)故障相電壓的暫態(tài)脈沖信號(hào)，根據(jù)故障后的中性點(diǎn)電壓偏移量，計(jì)算過渡電阻大?。惶崛∨潆娋W(wǎng)主變壓器故障相電壓，得到總諧波畸變率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于故障多特征量提取的配電網(wǎng)單相接地故障識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

基于接地故障持續(xù)性的故障識(shí)別特征量的提?。禾崛」收吓潆娋W(wǎng)主變壓器低壓側(cè)的故障相電壓波形，對(duì)其進(jìn)行小波多分辨率分析，由奈奎斯特采樣定理可得各分量所含的頻帶：

上式中，f_s為信號(hào)采樣頻率；Aj(n)為低頻分量；Dj(n)為高頻分量；數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)對(duì)于電氣信號(hào)有腐蝕和膨脹兩種基本操作來(lái)進(jìn)行消噪，用公式分別表示為：

上式中，Θ為腐蝕運(yùn)算；為膨脹運(yùn)算；f(n)為定義F＝{0,1,…,N-1}的輸入信號(hào)；g(n)為定義在G＝{0,1,…,M-1}上的結(jié)構(gòu)元素，N≥M，對(duì)兩種基本運(yùn)算進(jìn)行組合，得到開運(yùn)算和閉運(yùn)算：

上式中，為開運(yùn)算；·為閉運(yùn)算；

一組單邊的奇異信號(hào)F_co用開運(yùn)算與閉運(yùn)算的線性組合得到：

F_co＝(fog-fgg)/2 (4) 。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于故障多特征量提取的配電網(wǎng)單相接地故障識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：

基于接地點(diǎn)過渡電阻的故障識(shí)別特征量的提取：以R_g表示故障點(diǎn)的過渡電阻，簡(jiǎn)化單相接地故障復(fù)合序網(wǎng)圖，將零序阻抗Z₀等效為各回出線對(duì)地零序電容的并聯(lián)，即：

式中，C_i為每回出線的對(duì)地電容；

點(diǎn)N為系統(tǒng)中性點(diǎn)，中性點(diǎn)電壓為：

式中，為故障點(diǎn)虛擬電壓源，

將式(5)帶入式(6)得：

對(duì)式(7)進(jìn)行變換得到估算的過渡電阻R_g；

。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于故障多特征量提取的配電網(wǎng)單相接地故障識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：

基于故障點(diǎn)燃弧性質(zhì)的故障識(shí)別特征量的提取：用總諧波畸變率THD描述波形的畸變程度判斷故障點(diǎn)是否燃弧，其公式為：

式中，U1為基波電壓的有效值；U_k為各高次諧波分量的有效值；N為諧波的最高次數(shù)。