[发明专利]一种S注入信号的检测方法

权利要求书

1.一种S注入信号的检测方法，其特征是，它的步骤为：

1)当配电网发生单相接地故障时，各线路零序电流是以50Hz为主的正弦信号，通过信号注入装置向系统注入一个特定频率为220Hz的微弱电流信号；

2)注入的该特定频率的微弱电流信号仅流经故障相，后经接地点入地，该信号即为要检测的选线判断信号；

3) 随机共振理论可在一定的条件下增强系统的输出，因此利用随机共振理论检测出信号注入装置注入的微弱电流信号，便可完成选线。

2.根据权利要求1所述的一种S注入信号的检测方法，其特征是，所述步骤1)中的220Hz电流信号为：

(1)

式(1)中，为信号注入装置所注入的电流，是频率为220Hz的正弦信号；为其有效值，f₀为注入信号的频率。

3.根据权利要求1所述的一种S注入信号的检测方法，其特征是，所述步骤2)中，若系统发生A相接地故障时，系统各相对地电压会发生变化，信号注入装置通过对上述电压变化的检测，判断出A相接地，并自动将信号电源跨接在A、N端子之间，在A相电压互感器PT二次绕组产生电流信号，如附图1中的虚线①所示；由于A相PT一次绕组处于被短接状态，二次绕组中的电流必然感应到一次侧，其回路如附图1中的虚线②所示；选择注入信号频率f₀位于工频N次与N+1次谐波之间，确保99.9%的信号沿接地线路接地相流动并经接地点入地，有利于提高选线准确率。

4.根据权利要求1所述的一种S注入信号的检测方法，其特征是，所述步骤3)中，随机共振理论是通过噪声和微弱周期信号，在一定的非线性条件下，能够增强非线性系统的周期性输出；

受随机白噪声和注入微弱电流信号作用的双稳态系统由朗之万方程（LE）来描述，即：

(2)

方程(2)对应的福克-普朗克(FPE)方程为：

(3)

目前并不能从理论上得出方程(3)的精确解，利用四阶Runge-Kutta算法求其近似解：

(4)

其中， k₁、k₂、k₃、k₄分别为：

(5)

随机共振对低频信号具有很好的能量聚集的倾向，但对于高频微弱信号具有抑制作用，所以要检测高频信号就必须先将其转化为低频信号，后作为系统输入，从而产生随机共振；

引入变量替换z可以将模型变成归一化形式，即

(6)

通过化简，得

(7)

式(7)是式(2)的归一化形式，两式是等价的，且归一化后信号频率变为原来的1/a；因此对于高频信号可以通过选择较大的参数，归一化为低频信号，来满足随机共振的要求，从而检测出所注入的220Hz微弱电流信号。

5.根据权利要求1所述的一种S注入信号的检测方法，其特征是，它的方法为，

①小电流接地系统正常运行时，实时监测系统三相电压和零序电压，并判断系统是否发生单相接地故障；

②若没有单相接地故障发生时，重复步骤①；若有，信号注入装置自动跨接在接地相和中性接地点端子之间，向系统注入220Hz的微弱电流信号，该电流包含在故障线路的零序电流中；

③将各线路零序电流信号通过两级带通滤波，尽可能的滤除220Hz以外的信号；

④将滤波后的信号经过随机共振理论和归一化处理，检测出注入的电流信号，完成选线工作；

⑤继续监测母线电压和系统零序电压，并判断单相接地故障是否解除；

⑥若故障未解除，继续进行步骤⑤的操作；

⑦若故障已解除，返回到步骤①重新进行上述操作。