发明名称 一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法
摘要 本发明涉及一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法,属电力系统继电保护技术领域。馈出线路只安装三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网发生单相接地故障后,启动选线装置测取各馈线的三相突变电流,提取故障后5ms时窗内的三相突变电流数据进行小波分解和单支重构,利用重构系数计算各馈线在各频带下的小波能量,根据能量和最大原则确定特征频带,选取特征频带内的重构系数进行相关分析,由馈线相间的相关系数计算确定馈线综合相关系数,以综合相关系数作为判据特征量,依照判据原则实现故障选线。大量仿真结果表明,本发明效果良好。
申请公布号 CN103197202B 申请公布日期 2015.07.22
申请号 CN201310107102.9 申请日期 2013.03.29
申请人 昆明理工大学 发明人 束洪春;高利;朱梦梦;段锐敏
分类号 G01R31/08(2006.01)I 主分类号 G01R31/08(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法,其特征在于:当馈出线路只安装了三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网发生单相接地故障后,立即启动选线装置测取各馈线的三相突变电流;提取故障后短时窗内的三相突变电流数据并进行小波分解和单支重构,计算各馈线在各频带下的小波能量,根据能量和最大原则确定特征频带;选取特征频带内的小波重构系数进行相关分析,计算确定各馈线相间的相关系数;将各馈线相间相关系数进行加和平均,得到馈线综合相关系数;通过比较馈线综合相关系数最大、最小值之差与预设阀值的大小,进行选线判断;通过比较故障馈线各相间的相关系数与预设阀值的大小,进行选相判断;具体步骤如下:(1)当馈出线路只安装了三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网发生单相接地故障后,选线装置立即启动,在测量处测取各馈线的三相突变电流i<sub>jAB</sub>、i<sub>jAC</sub>和i<sub>jBC</sub>,其中,j=1,2,3Λ为馈线编号,A、B、C为各馈线三个相的编号;(2)提取故障后5ms时窗内的三相突变电流离散信号x(n)数据,并对其进行小波分解;对各尺度下的小波分解系数进行单支重构,利用式<img file="FDA0000663140950000011.GIF" wi="333" he="137" />得到信号高频分量的小波重构系数D<sub>q</sub>(n);式中,n为信号采样点个数,m为小波变换尺度;(3)利用小波重构系数D<sub>q</sub>(n),通过式<img file="FDA0000663140950000012.GIF" wi="303" he="81" />计算各馈线在各频带下的小波能量和;式中,E<sub>q</sub>(n)为小波能量,n为信号采样点个数;(4)根据各频带下的小波能量,结合能量和最大原则,剔除工频所在的能量和最大频带,确定次能量和最大频带为特征频带;(5)根据式<img file="FDA0000663140950000013.GIF" wi="751" he="141" />对特征频带内的小波重构系数进行相关分析,计算确定各馈线相间的相关系数ρ<sub>jxy</sub>;式中,x(n),y(n)为离散信号,n为离散信号的采样点个数,N为相关信号的记录长度;j=1、2、3…,为系统的馈线编号;x,y=A,B,C,且x≠y,A、B、C为馈线三个相的编号;(6)根据馈线相间的相关系数ρ<sub>jxy</sub>,通过下式计算确定馈线综合相关系数:ρ<sub>j</sub>=(ρ<sub>jAB</sub>+ρ<sub>jAC</sub>+ρ<sub>jBC</sub>)/3;(7)通过仿真实验,设置馈线综合相关系数阀值ρ<sub>set</sub>,按以下条件进行选线判断:若|max(ρ<sub>j</sub>)‑min(ρ<sub>j</sub>)|>ρ<sub>set</sub>,则馈线故障,故障馈线编号为j;若|max(ρ<sub>j</sub>)‑min(ρ<sub>j</sub>)|<ρ<sub>set</sub>,则母线故障;式中,max(ρ<sub>j</sub>)为各馈线综合相关系数中的最大值,min(ρ<sub>j</sub>)为各馈线综合相关系数中的最小值;(8)通过仿真实验,设置故障馈线各相间的相关系数阀值ρ<sub>p.set</sub>,按以下条件进行选相判断:若ρ<sub>Jxy</sub>>ρ<sub>p.set</sub>,则x、y为健全相,另一相为故障相;式中,ρ<sub>Jxy</sub>为故障馈线各相间的相关系数,J为故障馈线的编号,x,y=A,B,C,且x≠y,A、B、C为馈线三个相的编号。
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