[发明专利]基于故障电流间歇性重燃与熄灭特征的故障检测方法

说明书

本发明公开了基于故障电流间歇性重燃与熄灭特征的故障检测方法，具体按照以下步骤实施：对零序电流进行变模态分解得到各本征模态，对各本征模态计算峭度值，将最大峭度值对应的模态定义为特征模态；对特征模态计算Teager‑Kaiser能量算子，并对能量算子波形进行区间划分；计算出各区间的时间熵值，最终得到总时间熵值；当总时间熵值不为0时，判定此时配电网发生高阻故障，当总时间熵值等于0时，判定配电网发生电容器投切或负荷投切。本发明的目的在于区分配电网中高阻故障、电容投切、负荷投切3种工况，对于高阻故障工况，在准确检测，使继电保护装置动作跳闸；对于电容投切，负荷投切工况，不发信号至继电保护装置。

技术领域

本发明属于电力系统配电网继电保护技术领域，具体涉及基于故障电流间歇性重燃与熄灭特征的故障检测方法。

背景技术

受送电走廊、自然环境、线路架空距离低等因素影响，配电网中常发生经非理想导体的单相高阻接地故障，如导线跌落在混凝土地面、草地、沙地等。据不完全统计，高阻接地故障约占接地故障总数的5％～10％。高阻接地故障电流微弱，随故障点介质的不同，故障电流甚至不到负荷电流的10％，因此，传统继电保护方法无法准确检测高阻故障(Highimpedance fault，HIF)，进而导致故障恶化，继而发展为严重性故障，危害配电网安全运行。针对配电网高阻故障检测问题，国内外学者开展了大量的研究，提出了许多不同类型的检测方法，但总结起来，现有高阻故障检测方法仍然存在以下问题：

1)故障特征提取方面：现有傅里叶变换、小波变换、S变换等方法的基函数大多固定，导致特征表征能力不强，且在提取过程中，不具有自适应性，且容易得出没有实际物理意义的特征分量，不利于识别判据的构建。经验模态分算法虽然具备自适应特性，但其分解易产生模态混叠及端点效应的问题。

2)检测判据构建方面：现有方法大多在获得特征分量的基础上，构建神经网络、支持向量机、决策树等网络判别法，虽然该类方法判定准确高，但由于事先需要样本库且必须经过训练，因此，导致在实际应用时，判定时间长。

3)忽视了高阻故障与电容器投切、负荷投切在故障电流波形上的本质区别：当发生HIF时，故障电弧在过零点常常发生间歇性的重燃与熄灭现象，而发生电容器投切(Capacitor switching，CS)、负荷投切(Load switching，LS)时，只是瞬间对配电网进行了冲击，但并不会产生间歇性的重燃与熄灭现象，因此，可以利用这一特性构造识别判据，进而实现准确识别HIF、CS、LS。

发明内容

本发明的目的是提供基于故障电流间歇性重燃与熄灭特征的故障检测方法，能够准确判断故障类型。

本发明所采用的技术方案是，基于故障电流间歇性重燃与熄灭特征的故障检测方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对零序电流进行变模态分解得到各本征模态，对各本征模态计算峭度值，将最大峭度值对应的模态定义为特征模态；

步骤2、对特征模态计算Teager-Kaiser能量算子，并对能量算子波形进行区间划分；

步骤3、计算出各区间的时间熵值，最终得到总时间熵值；

步骤4、当总时间熵值不为0时，判定此时配电网发生高阻故障，当总时间熵值等于0时，判定配电网发生电容器投切或负荷投切。