[发明专利]一种基于Hausdorff距离的低压配电系统漏电流故障监测方法

说明书

一种基于Hausdorff距离的低压配电系统漏电流故障监测方法，属于配电自动化技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤a，采集并上传剩余电流；步骤b，对剩余电流依次进行编号与存储；步骤c，得到剩余电流序列的不匹配矩阵；步骤d，判断是否满足故障判断条件，满足执行步骤e，不满足执行步骤f；步骤e，上传故障区段位置；步骤f，区段运行正常。在本基于Hausdorff距离的低压配电系统漏电流故障监测方法中，采用边缘终端实现漏电流监测，利用故障点两侧剩余电流波形差异度特征，引入Hausdorff距离算法，其距离值表征相邻终端间剩余电流的差异程度，利用故障统一判据确定故障所在区段，其识别能力不受多种原因造成的下游正常剩余电流影响，提高了监测灵敏度。

技术领域

一种基于Hausdorff距离的低压配电系统漏电流故障监测方法，属于配电自动化技术领域。

背景技术

目前，国内外0.4kV低压配电网主要采用剩余电流保护装置(Residual CurrentProtective Device，RCD)，又称漏电保护器，实现触电保护。我国低压配电网的漏电流保护一般由总保护、中级保护、末端保护构成两级或三级保护，实现漏电流保护动作的选择性。而传统剩余电流保护多采用单端电气量数值配合，TN-C-S接地方式下，外界环境因素和经大地返回电源的三相不平衡电流均导致变压器出口处剩余电流数值增加，导致传统剩余电流保护装置总保和中保无法投用，造成大范围漏电监测盲区。目前，低压配电网剩余电流监测技术的研究主要集中在触电信号的识别方法上，现有的RCD保护原理有以下几种方法：

(1)、幅值比较法，目前投运的RCD普遍采用了基于幅值比较的保护原理，该RCD的动作原则是测量到的剩余电流的幅度超过整定值时动作，通过RCD发出动作信号，驱动低压断路器动作跳闸断开电源，从而避免人体长期流过触电电流而危及生命。幅值比较法的缺点是：在三相剩余电流不平衡时，存在不灵敏动作区和过灵敏动作区，不具备区分人体触电电流与线路剩余电流的功能等，影响触电保护装置的可靠性和正确投运率。目前，在低压电网中仍大量使用着这类保护装置。长期运行表明，当电网电压波动或线路存在剩余电流时，此类装置的动作性能不够稳定，容易发生误动和拒动。

(2)、电流脉冲法，又称幅值突变量法，其原理是当发生异常绝缘故障时，线路的剩余电流会发生突变，当检测到剩余电流的幅值突变量超过整定值时RCD即动作切断电源。电流脉冲法的缺点是：当突变不平衡电流(并非剩余故障电流)达到一定数值时，可能会导致剩余电流保护装置误动作，且保护装置的测控电路环节多、成本较高。目前，此类剩余电流保护装置并未大范围推广使用。

(3)、鉴幅鉴相法，又称比相比幅法，是为了克服电流脉冲法存在死区的缺陷而提出的。该方法利用了正常运行时的剩余电流与触电电流相位一般不相同的特点，利用剩余电流在触电前后的相位也会发生变化的特点，在检测剩余电流幅值突变量的基础上，同时检测剩余电流相角的变化，综合比较幅值突变量和剩余电流相角的变化判断是否发生了触电故障。鉴幅鉴相法的缺点是：调相信号和参考信号依然会受幅值的影响；仍然存在保护死区；保护装置体积大，很难做成家用小型断路器型式，一般作为漏电继电器使用；结构形式相对单调，电子电路更为复杂，成本最高。

(4)、相量突变量法，又称矢量差法或电流分离法，触电电流可以视作为剩余电流中的一个分量，人体触电电流与电网三相不平衡剩余电流共同构成了总的剩余电流电气信号。利用触电初期人体阻抗网络时变特性，将其从总的剩余电流中分离出来，并用此信号去控制保护装置驱动低压断路器动作跳闸断开电源。相量突变量法的缺点是：当正常运行时线路剩余电流幅值较大时(如达到几百mA)，受测量与计算误差影响，算出的剩余电流相量突变量误差依然较大。其算法复杂，电路复杂，成本较高，目前仍处于研究开发和功能完善的阶段，离正式投产和运行尚有一段距离。

除了如上述的各种方法及缺陷外，目前传统的剩余电流监测方法在实施过程中，多采用单端电气量数值配合，无法忽略下游正常剩余电流的影响，导致剩余电流保护装置频繁误动，因此灵敏程度较低。

发明内容