[发明专利]一种基于故障后小波特征量相关性的单相接地故障选线方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统配电领域，尤其是一种低压配电网单相接地故障选线的方法。

背景技术

我国中低压配电网大多采用小电流接地方式，长时间运行易发生单相接地故障。单相接地故障是配电网发生频率最高的故障类型。随着现代城市的发展和电力系统的不断扩展，出线数目大大增多，系统容性电流大大增加，发生故障后故障电流也比之前大很多，严重时会引起电力系统的弧光过电压，威胁电力系统的绝缘保护，导致电力设施的损坏，危及整个系统的安全运行。因此，当配电网发生单相接地故障后，及时找到故障点并清除故障点是很有必要的。

传统巡线方法会耗费很多人力物力，而且增加了停电时间，进而影响电力系统的供电可靠性。而传统的自动故障定位方法找出具体故障点很不容易。因为配电网中的单相接地故障发生后的电气特征量不明显，而且其特征量又是复杂多样的。因为故障情况复杂，以及受线路结构参数、互感器非线性特性、电磁干扰等因素影响，故障暂态零序电流的频谱特性、能量分布和衰减特性有着很大的差异，所以配电网一直缺少可靠的单相接地故障选线方法，传统方法无法全面分析而造成选线困难。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种能够实现快速故障定位，基于故障后小波特征量相关性的单相接地故障选线方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：

因为发生单相接地故障的短时间内，故障线路的三相和零序电信号的波形变化率要大于非故障线路的三相和零序电信号的波形变化率，所以当系统发生单相接地故障时，故障出线的三相和零序电信号波形变化率会与非故障线路有所不同。而对信号进行小波变换后提取的各个波形的特征量也是不同的，因此根据这些特征量可以进行故障选线。

这种基于故障后小波特征量相关性的单相接地故障选线方法，通过安装在线路上不同位置的测量终端准确捕捉到三相和零序的电流及电压共8路信号故障后的二个采样周期的数据。对三相和零序电信号进行小波变换分析，计算得到其高频部分和低频部分共8个数据，作为波形的特征量。对两个采样周期的波形进行分析后得到一组波形的特征量。对电压和电流采用不同的小波算法进行分析，作为优选，使用db4、db6和db8小波算法，得到共6组波形的特征量，对每组特征量的相关性进行分析。

一组波形特征量的相似性可以用相关系数描述，相关系数可以通过灰色关联度方法或其他数学算法求取。作为优选，相关系数ρ的计算公式如下:

式中：i₁和i₂分别为2个采样周期的波形特征量；

n为特征量序列，N为序列的数据长度。

相关系数ρ反映了一组波形特征量i₁(n)和i₂(n)的相似程度。2个信号一致时，ρ取得最大值1；2个信号完全无关时，ρ为0。当系统发生单相接地故障时，非故障出线的各个电信号的两个采样周期波形的相似程度高，相关系数趋近于1；故障出线的各个电信号的两个采样周期波形的相似程度低，波形差异较大，相关系数接近0。

通过相关系数计算模块对6组波形特征量分别求取相关系数ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄、ρ₅、ρ₆，并分别与相关系数设定值进行比较。若线路超过设定数量个结果不符合设定值，则判定该出线发生单相接地故障，该判据具体设定如下：

如果ρ₁<K₁,则a＝1,否则a＝0；

如果ρ₂<K₂,则b＝1,否则b＝0；

如果ρ₃<K₃,则c＝1,否则c＝0；

如果ρ₄<K₄,则d＝1,否则d＝0；

如果ρ₅<K₅,则e＝1,否则e＝0；

如果ρ₆<K₆,则f＝1,否则f＝0；

m＝a+b+c+d+e+f≥n；

式中，ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄、ρ₅、ρ₆：所选取的6组波形特征量的相关系数；