[发明专利]一种用于电厂统调动力源系统的接地故障检测方法

说明书

本发明公开了一种用于电厂统调动力源系统的接地故障检测方法。首先检测系统频率并确定信号采样周期，使用A/D转换器对系统母线零序电压和馈线零序电流进行采集，启动选线算法，利用适用于非平稳信号时频分析方法变分模态分解对各馈线零序电流暂态故障区间数据进行分解，对分解结果进行Hilbert变换；利用变换结果计算每条馈线的综合能量相对熵，找出综合能量相对熵最大2条线路，判定综合能量相对熵最大馈线对应母线或判定综合能量相对熵最大馈线故障。此方法可以适应统调动力源各种运行方式，不受母线电压频率影响，适应性强，选线结果准确可靠。

技术领域

本发明属于电力系统智能状态检测技术领域，涉及一种电厂统调动力源单相接地故障选线方法，尤其涉一种用于电厂统调动力源系统的接地故障检测方法。

背景技术

为了降低厂用电能耗，电厂利用余热发电为大功率设备如引风机、送风机、一次风机供电，并根据风机负荷变化调节机组出力，从而直接调节离心风机转速来实现节能，以降低厂用电。该系统被称为发电厂统调动力源系统，简称统调动力源。系统既可与主网并网工频运行，也可孤网根据风机负荷在35-55Hz区间变频运行，该孤网系统是小电流接地系统的一种。

随着工业的快速发展，很多大中型能源企业建了像统调动力源这类自备电源，而其中大部分系统即可以运行在工频50Hz，也可以变频运行。而国内外目前的接地选线装置其选线算法大多是针对出线多、线路长、工频运行的电网系统。

与传统的小电流接地系统相比，统调动力源系统具有馈线少、线路短、频率可变的特点。因此，系统中某段母线所带的馈线发生单相接地故障时，相对于传统的小电流接地系统，其产生的零序电流会更小；同时，零序电流会随着频率降低而降低。因此，零序电流的幅值和相位信息提取更加困难，无法准确选出故障线路。目前迫切需要研究一种适用于统调动力源这种出线少、长度短、运行频率可变的选线方法。

针对配电网接地故障选线的问题，近年来国内外学者提出了很多选线算法。根据故障信号的特征，这些选线方法可以分为基于暂态的选线算法和基于稳态的选线算法。对于统调动力源系统，由于运行方式多变，接地故障特征不明显，稳态信号难以准确测量；而暂态特征频段内保留了暂态零序电流的大部分能量，检测灵敏度和可靠性高且不受消弧线圈和不稳定电弧的影响，通过提取暂态故障信息中的奇异性特征进行选线更加可行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电厂统调动力源系统的接地故障检测方法，具体为基于变分模态分解(VMD)和综合能量相对熵的统调动力源接地故障选线方法，解决目前的选线算法不能适用系统的各种运行方式、运行频率，选线准确率低的问题，提高选线结果的准确性，可靠性。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种用于电厂统调动力源系统的接地故障检测方法，包括如下步骤：

步骤1：检测系统频率并确定信号采样周期，使用A/D转换器对母线零序电压和各馈线零序电流进行采集，采样频率设为10KHz，计算并实时监测系统母线零序电压U₀，当U₀＞U_set＝0.15U_m时，U_m为相电压，则判定系统发生单相接地故障；

步骤2：将各馈线零序电流暂态故障区间数据，即故障点前1/4周期和后3/4周期数据存储在内存区域，对故障数据进行VMD分解，分解阶数设置为6，得到各个模态IMF，再对分解结果进行Hilbert变换；