[發明專利]一種小電流接地故障選線方法

在審

• 申請號: 202111191278.8
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113933650A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 周云;巴宇;馬海薇;馬海濤;張佳;趙肖旭;侯超;吳林;朱江渝;馮珊珊;耿玲娜
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司鎮江供電分公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 南京品智知識產權代理事務所(普通合伙) 32310
• 代理人: 張明昌

本發明提出的是一種小電流接地故障選線方法，該方法包括：1、采集母線三相電壓值及母線零序電壓；2、判斷是否發生單相接地故障；3、如果沒有發生單相接地故障，返回步驟1；如果接地則啟動錄波裝置；4、啟動錄波裝置記錄事件節點后1個周波故障數據；5、采用希爾伯特黃變換技術對母線零序電壓值3U₀奇異性檢測，確認配電網發生故障的時刻；6、對各出線暫態零序電流進行SVD奇異分解濾波；7、對各出線暫態零序電流進行形態濾波；8、對各出線暫態零序電流進行經驗模態分解并構建模態矩陣；9、利用奇異值分解技術對模態矩陣進行處理并構建故障特征值矩陣；10、采用PSO?FCM聚類技術提取特征值判斷故障線路。

技術領域

本發明涉及一種小電流接地故障選線方法，屬于配電網繼電保護領域。

背景技術

我國配電網中性點主要經消弧線圈接地或不接地，當發生單相接地后，由于接地選線故障特征不明顯，增加了單相接地故障選線難度；現有的故障選線技術手段包含人工拉路方式、判斷經過計算合成的暫態零模電流極性方式以及傳統的變電站接地選線方式，這些接地選線方式在實際運用過程中存在一定的不確定性與隨機性，甚至人工拉路過程中產生的操作過電壓會影響配電設備安全。

希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huang Transform,HHT)為單相接地故障選線研究提供了新的思路，HHT變換處理非線性非平穩信號能力優勢明顯；HHT變換的核心是經驗模態分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)，其本質是將復雜信號分解為平穩信號系列，分解過程中不可避免地會出現端點邊界效應，為減小端點效應帶來的不利影響，盡量減少樣條插值次數和EMD的分解層數；而單相接地故障實際發生信號接地暫態過程中暫態零序電流中含有的干擾噪聲在一定程度上增加樣條插值的次數和EMD分解的層數，使得端點效應造成的誤差累積增大，分解出的本征模函數(IntrinsicModeFunction，IMF)分量誤差進一步加大，從而導致EMD分解的時效性和精確度下降。

由于受噪聲干擾引起的邊界積累誤差以及脈沖噪聲的影響，分解出來的有效IFM往往出現在深層次的位置，且分解出的IMF容易出現多頻率交織混疊的畸變現象，從而會嚴重影響HHT變換分解質量；奇異值分解(Singular Value Decomposition,SVD)以重構矩陣為基礎，作為一種非線性濾波方法，可以有效地消除信號中的隨機噪聲成分，提取信號中的周期成分，得到相對純凈的故障信號；形態學計算方法簡單、快速，在接地故障選線過程中能夠有效濾出暫態信號中的脈沖噪聲、白噪聲，提高信號信噪比；形態學濾波技術可以對數據信號進行匹配和局部修正，可以有效提取有效信號、保持接地過程中暫態零序電流原有信號的細節，同時抑制脈沖噪聲信號。

小電流接地故障選線中充分考慮奇異值分解在濾除隨機噪聲上具有的優勢，及形態學濾波在抑制脈沖干擾上具有的能力，在單相接地故障實際發生信號接地暫態過程中暫態零序電流信號分析上將兩種技術結合，為小電流接地系統故障選線提供必要的技術支撐具有重要意義。

發明內容

本發明提出的是一種小電流接地故障選線方法，其目的旨在解決現有技術中小電流接地系統單相接地故障選線時容易受到干擾噪聲信號、不確定擾動信號影響的問題。

本發明的技術解決方案：一種小電流接地故障選線方法，該方法包括：

1、采集母線三相電壓值及母線零序電壓；

2、判斷是否發生單相接地故障；

3、如果沒有發生單相接地故障，返回步驟1；如果接地則啟動錄波裝置；

4、啟動錄波裝置記錄事件節點后1個周波故障數據；

5、采用希爾伯特黃變換技術對母線零序電壓值3U₀奇異性檢測，確認配電網發生故障的時刻；

6、對各出線暫態零序電流進行SVD奇異分解濾波；