[发明专利]一种小电流接地故障选线方法

说明书

本发明提出的是一种小电流接地故障选线方法，该方法包括：1、采集母线三相电压值及母线零序电压；2、判断是否发生单相接地故障；3、如果没有发生单相接地故障，返回步骤1；如果接地则启动录波装置；4、启动录波装置记录事件节点后1个周波故障数据；5、采用希尔伯特黄变换技术对母线零序电压值3U₀奇异性检测，确认配电网发生故障的时刻；6、对各出线暂态零序电流进行SVD奇异分解滤波；7、对各出线暂态零序电流进行形态滤波；8、对各出线暂态零序电流进行经验模态分解并构建模态矩阵；9、利用奇异值分解技术对模态矩阵进行处理并构建故障特征值矩阵；10、采用PSO‑FCM聚类技术提取特征值判断故障线路。

技术领域

本发明涉及一种小电流接地故障选线方法，属于配电网继电保护领域。

背景技术

我国配电网中性点主要经消弧线圈接地或不接地，当发生单相接地后，由于接地选线故障特征不明显，增加了单相接地故障选线难度；现有的故障选线技术手段包含人工拉路方式、判断经过计算合成的暂态零模电流极性方式以及传统的变电站接地选线方式，这些接地选线方式在实际运用过程中存在一定的不确定性与随机性，甚至人工拉路过程中产生的操作过电压会影响配电设备安全。

希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)为单相接地故障选线研究提供了新的思路，HHT变换处理非线性非平稳信号能力优势明显；HHT变换的核心是经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)，其本质是将复杂信号分解为平稳信号系列，分解过程中不可避免地会出现端点边界效应，为减小端点效应带来的不利影响，尽量减少样条插值次数和EMD的分解层数；而单相接地故障实际发生信号接地暂态过程中暂态零序电流中含有的干扰噪声在一定程度上增加样条插值的次数和EMD分解的层数，使得端点效应造成的误差累积增大，分解出的本征模函数(IntrinsicModeFunction，IMF)分量误差进一步加大，从而导致EMD分解的时效性和精确度下降。

由于受噪声干扰引起的边界积累误差以及脉冲噪声的影响，分解出来的有效IFM往往出现在深层次的位置，且分解出的IMF容易出现多频率交织混叠的畸变现象，从而会严重影响HHT变换分解质量；奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)以重构矩阵为基础，作为一种非线性滤波方法，可以有效地消除信号中的随机噪声成分，提取信号中的周期成分，得到相对纯净的故障信号；形态学计算方法简单、快速，在接地故障选线过程中能够有效滤出暂态信号中的脉冲噪声、白噪声，提高信号信噪比；形态学滤波技术可以对数据信号进行匹配和局部修正，可以有效提取有效信号、保持接地过程中暂态零序电流原有信号的细节，同时抑制脉冲噪声信号。

小电流接地故障选线中充分考虑奇异值分解在滤除随机噪声上具有的优势，及形态学滤波在抑制脉冲干扰上具有的能力，在单相接地故障实际发生信号接地暂态过程中暂态零序电流信号分析上将两种技术结合，为小电流接地系统故障选线提供必要的技术支撑具有重要意义。

发明内容

本发明提出的是一种小电流接地故障选线方法，其目的旨在解决现有技术中小电流接地系统单相接地故障选线时容易受到干扰噪声信号、不确定扰动信号影响的问题。

本发明的技术解决方案：一种小电流接地故障选线方法，该方法包括：

1、采集母线三相电压值及母线零序电压；

2、判断是否发生单相接地故障；

3、如果没有发生单相接地故障，返回步骤1；如果接地则启动录波装置；

4、启动录波装置记录事件节点后1个周波故障数据；

5、采用希尔伯特黄变换技术对母线零序电压值3U₀奇异性检测，确认配电网发生故障的时刻；

6、对各出线暂态零序电流进行SVD奇异分解滤波；