[发明专利]一种基于随机共振和暂态电流信号的三维故障选线方法

权利要求书

1.一种基于随机共振和暂态电流信号的三维故障选线方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)当配电网零序电压u₀(t)大于0.15倍的母线额定电压U_N时，同时电压互感器TV未发生断线且消弧线圈未发生串联谐振，记录零序电流和故障相电流并计算暂态零序电流和暂态故障相电流其中，故障时刻为0.02s，和的时间长度为0s～0.04s，t为采样点，n为线路编号，n＝1,2,3,4；

(2)分别对步骤(1)中的暂态零序电流和暂态故障相电流进行变尺度双稳态处理，得到暂态特征零序电流和暂态特征故障相电流

(3)计算各分支线路暂态特征零序电流之间的互相关系数矩阵M和综合相关系数M_n，选择M_n最小的线路l_n，并令l_n的极性参数p_n为1，其他线路的p_n为-1；

(4)对各分支线路的暂态特征相电流进行7层db10小波包分解，并计算简化能量和简化重心频率

(5)以简化重心频率为横坐标，简化能量为纵坐标，极性参数值为竖坐标构成三维坐标系，以特征点来表示线路的暂态特征l_n，并计算特征点和固定点(0,1,1)之间的平方距离d_n，并判定d_n最小的线路为故障线路。

2.根据权利要求1所述的一种基于随机共振和暂态电流信号的三维故障选线方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：

(101)判断配电网零序电压u₀(t)是否大于0.15倍的母线额定电压U_N，若u₀(t)＞0.15U_N，则执行步骤(102)，否则，返回步骤(101)；

(102)判断电压互感器TV是否断线，若断线，则发出电压互感器TV断线警告，否则，执行步骤(103)；

(103)判断消弧线圈是否发生串联谐振，若发生串联谐振，则调节消弧线圈消除串联谐振，否则，判定配电网发生故障，同时启动采样装置，记录各分支线路故障发生上一周期到故障发生下一个周期之间的零序电流和故障相电流并计算暂态零序电流和暂态故障相电流

(104)根据故障相电压降低、非故障相电压升高确定故障相，同时启动采样装置，记录各分支线路故障发生上一周期到故障发生下一个周期之间的零序电流和故障相电流并计算暂态零序电流和暂态故障相电流

3.根据权利要求2所述的一种基于随机共振和暂态电流信号的三维故障选线方法，其特征在于，所述的暂态零序电流和暂态故障相电流的计算公式分别如下：

其中，Q为每一个工频周期的采样点数。

4.根据权利要求1所述的一种基于随机共振和暂态电流信号的三维故障选线方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体为：

(201)设定变尺度双稳态中势函数的参数a、b和4阶龙格-库塔方程的数值计算步长h_s，其中，a＝-0.7926,b＝0.0072，h_s＝CR/f_s，其中f_s＝10⁵Hz，为采样频率，CR＝2000为频率压缩比；

变尺度双稳态表达式为：

dx/dt＝-dV(x)/dx+s(t)

式中：V(x)为势函数，V(x)＝-ax²/2+bx⁴/4；a和b为势函数参数；s(t)代表暂态零序电流或暂态故障相电流

(202)用暂态零序电流替换变尺度双稳态表达式中的s(t)，经4阶龙格-库塔方程求解得暂态特征零序电流用暂态故障相电流替换变尺度双稳态表达式中的s(t)，经4阶龙格-库塔方程求解得暂态特征故障相电流