[發明專利]基于指數歸一化歐式距離的小電流接地故障區段定位方法

在審

• 申請號: 202210528284.6
• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號: CN114994458A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 劉剛;賈克音;王功臣;劉俊峰;冀石;張瑩
• 申請（專利權）人: 國網吉林省電力有限公司四平供電公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

一種基于指數歸一化歐式距離的小電流接地故障區段定位方法，屬于電力電纜?架空線技術領域。本發明的目的是通過指數歸一化歐式距離表征配電線路暫態零模電流的相似度，具有高階的差異信息和單調性，進而準確識別故障區段的基于指數歸一化歐式距離的小電流接地故障區段定位方法。本發明的步驟是：各饋線終端同步實時監測饋線上零模電流，當零模電流突變量滿足暫態錄波啟動條件，進行零模電流錄波和上傳數據；主站接收到多個饋線終端上傳的暫態零模電流數據，確定故障饋線；計算故障饋線上各區段兩端暫態零模電流序列的指數歸一化歐式距離。本發明能夠適用于電纜?架空線混合線路的準確故障區段定位。此外，該方法還具有耐同步誤差特性。

技術領域

本發明屬于電力電纜-架空線技術領域。

背景技術

隨著智能配電網建設，基于物聯網技術的配電網在線式故障定位系統得到推廣應用。主站故障定位系統依靠具有暫態錄波功能的饋線終端(Feeder Terminal Unit，FTU)，獲得各節點的暫態零模電流，用于構建小電流接地故障特征，實現區段故障定位。

相目前，配電線路故障區段定位原理通常是利用故障上游和故障下游的暫態零模電流特性差異大的特點來區分故障區段和非故障區段?；谶@一思想的方法有相關系數法、小波奇異熵、暫態重心頻率法、動態時間規整法、信號互距離度法等。相關系數法僅僅反映了波形的相似性，無法體現幅值差異，易受不同步影響，在暫態零模電流幅值和頻率差異較小，極性相反而引起誤判。小波奇異熵、暫態重心頻率法需要對故障信號進行預處理，復雜程度相對較高，并且頻段選取受故障點位置的影響。由于配電網結構日趨復雜，分支增多，大量電纜-架空線路混合在一起，以及消弧線圈等影響，單相接地暫態零模電流形狀復雜多變。動態時間規整法、互距離度法從信號距離角度分析信號的相似度，綜合反映了信號每一頻率分量的幅值與相位關系，計算量適中，具有更好的適應性。其中，動態時間規整法源自語音識別，耐同步誤差能力強；互距離度法則利用曼哈頓距離或歐式距離來反映信號差異。系統的零模電流從幾安到幾十安變化，為避免不同信號本身幅值對差異程度的影響，動態時間規整法和互距離度法中都將所計算兩個信號距離除以兩個信號的絕對值之和進行歸一化。由于它們僅反映低階的信息，在電纜-架空線混合線路中發生單相接地故障，有可能出現故障區段的零模電流相似度高于非故障區段而導致誤判。

發明內容

本發明的目的是通過指數歸一化歐式距離表征配電線路暫態零模電流的相似度，具有高階的差異信息和單調性，進而準確識別故障區段的基于指數歸一化歐式距離的小電流接地故障區段定位方法。

本發明的步驟是：

S1、各饋線終端同步實時監測饋線上零模電流，當零模電流突變量滿足暫態錄波啟動條件，進行零模電流錄波和上傳數據；

暫態零模電流錄波啟動條件為連續兩次滿足零模電流突變量滿足如下條件：

Δi₀(k)＝|i₀(k)-2i₀(k-N₁)+i₀(k-2N₁)|＞Δi_0set (1)

其中，Δi₀(k)為零模電流突變量；i₀(k)為零序電流當前采樣值；N₁為工頻周期采樣點數；Δi_0set為零模電流突變量設定閾值，由正常運行時的最大零序不平衡電流乘以2～3倍求得；

S2、主站接收到多個饋線終端上傳的暫態零模電流數據，確定故障饋線；

確定故障饋線的方法為：

由于故障線路的暫態零模電流遠大于非故障線路，且不受消弧線圈影響，所以找出暫態零模電流幅值最大的饋線終端所在饋線，將其判定為故障饋線；

S3、計算故障饋線上各區段兩端暫態零模電流序列的指數歸一化歐式距離d_xy，其中距離最大值Max{d_xy}對應的區段判定為故障區段；