一种基于故障电阻非线性识别的高阻接地故障检测方法

摘要

一种基于故障电阻非线性识别的高阻接地故障检测方法，采集被监测馈线的相电压和零序电流瞬时值，分别计算各相电压与零序电流的相关系数，如果某相电压与零序电流的相关系数大于阈值R，则用最小二乘法分段线性拟合该相电压与零序电流构成的伏安特性曲线，进而根据各段拟合直线的斜率计算得到有效表征高阻接地故障特征的系数——故障电阻非线性系数，通过比较故障电阻非线性系数与阈值即可判断是否发生疑似高阻接地故障；连续检测疑似高阻接地故障的持续时间，如果超过延时，则最终判断为发生了高阻接地故障，本发明比基于谐波的检测方法灵敏度更高，比单纯基于时域量的检测方法具有更好的抗噪声能力。

主权项

一种基于故障电阻非线性识别的高阻接地故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对被监测馈线的相电压和零序电流进行采样，获得一个工频周波的采样值序列u_a(n)、u_b(n)、u_c(n)、i₀(n)，n＝1,2,……60；步骤二、分别计算各相电压与零序电流的相关系数r_x0，x＝a，b，c，表示三相，如果存在r_x0>r_set，r_set为一整定常数，取值为0.966；则判断x相为疑似故障相，且令u_f(n)＝u_x(n)，n＝1,2,……60；否则判断没有发生疑似高阻接地故障且重复步骤一，r_x0的计算方法为：$r_{x0}=\frac{\underset{k=1}{\overset{60}{\Sigma }}{i}_0\left(k\right)u_x\left(k\right)}{\sqrt{\underset{k=1}{\overset{60}{\Sigma }}{i}_0^2\left(k\right)\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}{u}_x^2\left(k\right)}}$步骤三、找到序列u_f(n)的最大值点，记作u_f(max)，分别构建两组数据序列：x₀(i)＝i₀(mod(max+42+i,60))，y₀(i)＝u_f(mod(max+42+i,60))，i＝1,2,……6x₁(j)＝i₀(mod(max+55+j,60))，y₁(j)＝u_f(mod(max+55+j,60))，j＝1,2,……10其中mod(x,y)表示求x除以y的余数；步骤四、用最小二乘法分别线性拟合序列x₀(i)，y₀(i)以及序列x₁(j)，y₁(j)，计算拟合直线的斜率k₁、k₂，并计算故障电阻非线性系数R，具体计算方法为：$k_1=\frac{6\underset{i=1}{\overset{6}{\Sigma }}{x}_0\left(i\right)y_0\left(i\right)-\underset{i=1}{\overset{6}{\Sigma }}{x}_0\left(i\right)\underset{i=1}{\overset{6}{\Sigma }}{y}_0\left(i\right)}{6\underset{i=1}{\overset{6}{\Sigma }}{x}_0^2\left(i\right)-\underset{i=1}{\overset{6}{\Sigma }}{x}_0\left(i\right)\underset{i=1}{\overset{6}{\Sigma }}{x}_0\left(i\right)}$$k_2=\frac{10\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}{x}_1\left(j\right)y_1\left(j\right)-\underset{j=1}{\overset{10}{\Sigma }}{x}_1\left(j\right)\underset{j=1}{\overset{10}{\Sigma }}{y}_1\left(j\right)}{10\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}{x}_1^2\left(j\right)-\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}{x}_1\left(j\right)\underset{i=1}{\overset{10}{\Sigma }}{x}_1\left(j\right)}$$R=\frac{k_1}{k_2}$步骤五、如果R>R_set，则判断为发生了高阻接地故障，其中R_set为一整定常数，取值范围为1.2‑1.5；步骤六、每0.02秒重复一次步骤一至步骤五，得到每个工频周波是否发生高阻接地故障的结果；如果高阻接地故障持续时间超过阈值T_set，则确定为发生了稳态高阻接地故障；其中T_set取值为1秒。