[发明专利]一种基于可拓理论的小电流融合选线方法

权利要求书

1.一种基于可拓理论的小电流融合选线方法,其特征在于：包括以下步骤：

A、求取各馈线线的衰减直流分量；

B、求取小波包分解综合相关系数；

C、确定单相接地故障的物元三要素；

D、建立描述单相接地故障的物元模型；

E、建立待定故障线路状态T的现状物元模型；

F、计算关联函数值确定权系数；

G、根据故障合闸角确定故障权重；

H、计算待定故障线路的关联置信度。

2.根据权利要求1所述的一种基于可拓理论的小电流融合选线方法，其特征在于：所述步骤A中具体为：当中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时，流过故障线路的零序电流i_d由暂态电容电流i_C和暂态电感电流i_L两部分叠加而成，即

式中，第一项为接地电流稳态分量；其余为接地电流的暂态分量，等于电容电流的暂态自由振荡分量与电感电流的暂态直流分量之和；

即当线路不在电压峰值附近故障时，系统将有衰减直流分量产生，它只流经故障线路和消弧线圈，而不流经健全线路；当母线故障时，虽然也有衰减直流分量产生，但它不流经任何线路，而是直接流入消弧线圈；当线路在电压峰值附近故障时，系统中衰减直流分量很小，采样信号具有如下形式：

式中I_DC为衰减直流分量初值，τ为衰减时间常数，I_m(n)和φ_n分别为n次谐波的幅值和初相角，将x(t)离散化得：式中ΔT为采样时间间隔，令r＝e^-ΔT/τ，在一个周期内对x(k)求和、化简可得：

当谐振接地系统故障不发生在相电压峰值附近时，流经故障线路的衰减直流分量较大，流经健全线路的衰减直流分量很小；母线故障时，流经各线路的衰减直流分量都很小，由此可构造小故障角情况下的选线判据为：

1)若I_DC,i>I_DC,j+I_DC,k成立，则线路i为故障线路。其中I_DC,i>I_DC,j≥I_DC,k分别表示衰减直流分量最大的3条线路对应的衰减直流分量；

2)若I_DC,i>I_DC,j+I_DC,k不成立，则为母线故障。

3.根据权利要求1所述的一种基于可拓理论的小电流融合选线方法，其特征在于：所述步骤B中具体为：利用db10小波包将谐振接地系统流经各线路的故障暂态零序电流进行4层分解并剔除工频所在最低频段(4，0)后，能量较大的频段即为该线路暂态电容电流分布较集中的频段，也就是故障特征最明显的特征频段。线路在各频段的总能量定义为：式中：为线路i的故障零序电流的小波包分解在第(k,l)子频段下的第j个系数，其中系统共有m条馈出线，每个子频段有n 个系数，计算各频带上所有线路暂态零序电流的能量和值，选择能量和值的最大值和次大值所在的频带为特征频带；依次在两个特征频带上对故障后各条线路零序电流暂态分量的小波包分解系数进行两两相关分析，其归一化的相关函数为：

式中：分别为线路x，y的故障零序电流的小波包分解在特征频段(g,h)下的第j个系数，利用上式求取线路之间的两两相关系数，分别形成两个特征频段的相关系数矩阵M₁、M₂，根据两相关系数矩阵求取每条线路相对于其他线路的综合相关系数ρ_s(i)，i＝1,2,…,m为系统馈出线条数；s＝1,2表示两个特征频段，得到：为综合反应信号在两个特征频段的相关性，取信号在两个特征频段的综合相关系数的平均值作为选线判据的综合相关系数ρ(i)，i＝1,2,…,m，式中ρ为综合相关系数且|ρ|≤1，ρ越大，两个波形越相似；当ρ＝1，说明x(n)和y(n)完全相似，由此可构造大故障角情况下的选线判据为：若ρ_max-ρ_min>ρ_set＝0.5成立，则ρ_min对应的线路为故障线路，否则母线故障。其中，ρ_max,ρ_min分别为最大综合相关系数和最小综合相关系数。