一种利用工频分量小波系数直线拟合检测的小电流接地系统故障选线方法

摘要

本发明涉及一种利用工频分量小波系数直线拟合检测的小电流接地系统故障选线方法，属电力系统继电保护技术领域。当小电流接地系统发生单相接地故障后，根据保护安装处测得的三相电流可得故障零序电流，对故障后5ms短时窗各馈线零序电流对其进行小波分解，提取包含工频频带小波系数，对其进行直线拟合，然后用得到的拟合直线斜率的极性来表征该馈线零序电流工频频带的变化趋势；根绝故障馈线工频频带变化趋势极性与健全馈线工频频带变化趋势极性相反，健全馈线工频频带变化趋势相同的规律，构造馈线选线符号函数                                               。若该馈线的符号函数值为-1，则该馈线为故障馈线；反之，若馈线的符号函数值为1，则该馈线为健全馈线；若所有馈线的符号函数值均为1，则为母线故障。本方法原理简单，采样频率较低，对小故障合闸角情况下的故障仍能实现正确选线。

主权项

一种利用工频分量小波系数直线拟合检测的小电流接地系统故障选线方法，其特征在于：当小电流接地系统发生单相接地故障后，根据保护安装处测得的三相电流可得故障零序电流，对故障后短时窗各馈线零序电流进行小波分解，提取包含工频频带小波系数，对其进行直线拟合，然后用得到的拟合直线斜率的极性来表征该馈线零序电流工频频带的变化趋势；根绝故障馈线工频频带变化趋势极性与健全馈线工频频带变化趋势极性相反，健全馈线工频频带变化趋势相同的规律，构造馈线选线符号函数s(j)；根据馈线符号函数s(j)的数值，对发生单相接地故障的小电流接地系统进行故障选线；具体按照下面步骤进行：(1)小电流接地系统发生故障后，根据保护安装处测得的三相电流，通过下式得到故障零序电流i₀：$i_0\left(k\right)=\frac{1}{3}\left(i_A\right(k)+i_B(k)+i_C(k\left)\right);$式中，i_A(k)、i_B(k)、i_C(k)分别为故障线路A、B、C三相电流，k＝1、2、3…N，N为采样序列长度；(2)提取小电流接地系统单相接地故障后5ms短时窗各馈线零序电流数据，利用db4小波，按下式对其进行小波变换，并提取包含工频频带的小波系数：$Wf(m,k)=2^{-m/2}{\int }_{-\infty }^{\infty }f\left(t\right)\bar{\Psi }[2^{-m}t-k)]dt;$式中，基小波Ψ∈L²(R)，f(t)为信号，m为小波分解层数；k为小波分解第k个节点，t为时间；(3)定义各馈线工频频带的小波系数为x(t)，对其进行最小二乘的直线拟合，将其拟合为以下一次函数形式：y_j＝a_jx(t)+b_j；式中：j＝1,2,…,6，j为馈线数；(4)通过符号函数sgn表征直线拟合一次项系数a_j的正负，定义所有馈线零序电流工频分量小波系数整体变化趋势突变方向特征值如下式：$s_{\Sigma }=sgn\left(\underset{j=1}{\overset{6}{\Sigma }}sgn\right(a_j\left)\right);$式中，j＝1,2,…,6为馈线数；s_Σ的取值为1和‑1；(5)构造第j条馈线利用零序电流工频分量小波系数变化趋势的选线符号函数为：s(j)＝sgn(a_j)×s_Σ；式中，j＝1,2,…,6为馈线数；s(j)取值为1和‑1；(6)根据如下判据对发生单相接地故障的小电流接地系统进行故障选线：s(j)为‑1时，判定第j条馈线为故障馈线；s(j)为1时，判定第j条馈线为健全馈线；所有馈线的符号函数s(j)均为1时，判定为母线故障。