基于零序电流波形畸变凹凸性的高阻接地故障检测方法

摘要

本发明涉及一种基于零序电流波形畸变凹凸性的高阻接地故障检测方法，属于电力系统保护和控制领域；本方法采集变电站被监测馈线的零序电流瞬时值，检测零序电流瞬时值的过零点时刻，并计算该零序电流的二阶导数，根据零序电流过零点时刻之后固定时限内的零序电流二阶导数的符号变化，判断是否疑似高阻接地故障发生；如果疑似故障发生，再根据疑似高阻接地故障的持续时间和发生次数确定是否高阻接地故障发生。该方法适用于中性点经电阻接地的三相中压配电系统，只利用零序电流信号；与现有的高阻接地故障检测方法相比，采集信息量少、灵敏度高，物理意义清晰。

主权项

一种基于零序电流波形畸变凹凸性的高阻接地故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对馈线的零序电流进行采样，获得一个工频周波的采样值序列f(n),n＝1,2,……N，N为整数，取值范围为60～240，对采样值序列进行有限冲击响应(FIR)数字低通滤波，滤波器截止频率为采样频率的1/10到1/2倍；得到滤波后的N个点的序列值F(n)；2)用数值微分方法求F(n)的二阶导数D₂(n)，其中D₂(n)＝F(n+2)+F(n‑2)‑2F(n)；对得到的二阶导数D₂(n)进行有限冲击响应(FIR)数字低通滤波，得到序列值F₂(n),n＝1,2,……N；3)判断F(n)的正向过零时刻t_pzero和反向过零时刻t_nzero，判断方法为：若F(n‑1)<0且F(n)>0则t_pzero＝n；若F(n‑1)>0且F(n)<0则t_nzero＝n，n＝1,2,……N，且令F(0)＝F(N)；4)判断正向过零点之后[t_pzero,t_pzero+N/8]期间内，以及反向过零点之后[t_nzero,t_nzero+N/8]期间内F(n)的凹凸性，判断方法为：如果F₂(n)>0则F(n)定义为凹性，如果F₂(n)<0则F(n)定义为凸性；如果t_pzero+N/8或者t_nzero+N/8的值大于N，则将F₂(n)进行周期延拓；5)根据F(n)的凹凸性进一步判断疑似高阻接地故障是否发生，方法如下：如果F(t_pzero)是凸性，且在[t_pzero,t_pzero+N/8]期间内，有连续n₁个点使得F(n)是凹性；或者如果F(t_nzero)是凹性，且在[t_nzero,t_nzero+N/8]期间内，有连续n₁个点使得F(n)是凸性，则判断为疑似高阻接地故障发生；6)每0.02秒重复一次步骤1)～5)，得到每个工频周波是否发生疑似高阻接地故障的结果；如果疑似高阻接地故障持续时间超过稳态高阻接地故障时间阈值T_stable，则判断为稳态高阻接地故障；如果疑似高阻接地故障持续时间小于T_stable且超过电力系统干扰事件时间阈值T_irupt，则判断为电力系统干扰事件；如果在系统时间窗T_system内发生电力系统干扰事件次数大于干扰事件次数阈值，则认为是间歇性故障；其中T_stable取值为1～10秒，T_irupt取值为0.05～0.1秒，T_system取值为5～10秒，干扰事件次数阈值为3～5次。