[发明专利]一种基于改进的MEEMD的单相接地故障选线方法

说明书

本发明涉及一种基于改进的MEEMD的单相接地故障选线方法，选取故障后两个工频周期的零序电流，通过改进的MEEMD对零序电流进行分解重构；对重构信号进行Hilbert变换，提取瞬时相位与瞬时幅值，利用瞬时相位与瞬时幅值计算瞬时相角与线路能量，然后判断相位角差的绝对值大小以及瞬时能量占比大小；当两个判据同时满足某条线路的故障条件时，则该线路为故障线路。本发明的方法拥有较高的自适应性，无需基函数的设置，对不同故障情况下的零序电流均有较好的适应性；本方法自带滤波除噪算法，更适用于实际单相接地故障的故障选线；本选线方法相较于MEEMD算法拥有更优的除噪效果、更优的频率划分效果以及更短的运行时间。

技术领域

本发明涉及一种基于改进的MEEMD的单相接地故障选线方法， 特别是一种用于中性点经消弧线圈接地系统单相接地故障的选线方 法，属于电力系统故障选线技术领域。

背景技术

随着现代科技的发展，自动化采煤设备陆续被采用，矿井负荷进 一步加大，供电线路持续增多，并且矿井工作环境恶劣，噪声影响更 加明显，单相接地故障发生几率不断增高，目前已提出的五次谐波保 护法、零序电流有功分量保护法、首半波法、注入信号法等均不再适 用，因此对实际故障信号进行快速正确的故障选线具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供 一种基于改进的MEEMD的单相接地故障选线方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造本发明提供一 种基于改进的MEEMD的单相接地故障选线方法，目的是解决谐振接 地系统单相接地故障选线准确度低、可靠性差的难题。该方法在不同 接地电阻、故障初相角、消弧线圈补偿度、故障位置等因素影响下均 能够快速进行正确选线，完全适用于中性点经消弧线圈接地的供配电 系统。

本发明的技术方案如下：

一种基于改进的MEEMD的单相接地故障选线方法，包括步骤：

当母线零序电压瞬时值大于整定值时，以10kHz的采样频率记录 各条线路故障发生后两个工频周期的零序电流；

利用CEEMD算法对各条线路故障发生后两个工频周期的零序电 流信号进行CEEMD分解，得到一系列由高频到低频的imf_n分量；

通过PE熵算法去除imf_n分量中的噪声分量，得到N个去噪后的imf_n分量；

对去噪后的imf₂至imf_N共N-1个分量进行累加重构得到重构信号；

对重构信号进行Hilbert变换，得到重构信号的瞬时相位与瞬时幅 值，通过瞬时相位计算瞬时相角，通过瞬时幅值计算能量；

对故障发生时刻各条线路的瞬时相角θ(t)做差并求绝对值，并对 各条线路的能量P求其在总线路能量中的能量占比，若存在一条线路 与其余线路的瞬时相角差的绝对值≥60°，并且该线路的能量占比≥ 0.5，则判断该线路为故障线路并输出线路编号；若每条线路与其余 线路的瞬时相角差的绝对值60°，并且每条线路的能量占比均0.5， 则判断为母线故障并输出母线编号；

判断瞬时相角选线结果与线路能量占比选线结果是否相同，若选 线结果相同则完成选线并输出故障线路编号或母线编号；若选线结果 不同，则对CEEMD分解过程中多添加10对高斯白噪声进行分解，重 复该过程3次，若某次瞬时相角选线结果与线路能量占比选线结果相 同则完成选线并输出故障线路编号或母线编号，否则统计两种判据选 线3次的结果并对每条线路或母线选择出来的次数进行概率统计，根 据概率最高的原则进行故障的判断并输出故障线路编号或母线编号， 完成选线。

其中，在对重构信号进行Hilbert变换，得到重构信号的瞬时相位 与瞬时幅值，通过瞬时相位计算瞬时相角，通过瞬时幅值计算能量的 步骤中，瞬时相角θ(t)和能量P的计算公式表示为：