利用形态谱的谐振接地电网故障选线方法

摘要

本发明提供一种利用形态谱的谐振接地电网故障选线方法。谐振接地电网发生单相接地故障时，各线路零序电流会突然增大，且故障发生瞬间，故障线路与健全线路的零序电流方向相反，据此，首先对各条线路的零序电流进行多刻度形态运算，然后求导得到其形态谱，由于故障线路故障后，首半波零序电流的形态谱主要分布在正刻度，而健全线路故障后，首半波零序电流的形态谱主要分布在负刻度，故对各线路零序电流形态谱的正刻度谱值和负刻度谱值分别求和，之后再分别求取各线路零序电流正刻度谱值之和与负刻度谱值之和的比值，比值最大的线路为故障线路，否则判断为母线故障，具有较强的抗干扰能力，不受故障合闸角、过渡电阻大小的影响，对信号的采样频率要求较低，具有便于实现、成本低的优点。

主权项

1、一种利用形态谱的谐振接地电网故障选线方法，其特征在于包括下列步骤：(1)当母线零序电压瞬时值u_n(t)大于K_uU_n，故障选线装置启动，记录下故障前2ms和故障后10个ms各线路的零序电流，其中，K_u取值为0.15，U_n表示母线额定电压；(2)根据以下公式对各线路故障零序电流首半波的采样序列进行灰值膨胀和灰值腐蚀(fΘg)(n)计算；(fΘg)(n)＝min{f(n+x)-g(x)|(n+x)∈D_f且x∈D_g}式中，f是采样得到的一维信号序列，其定义域为D_f，其中，n为采样点，n＝0，1，2，...，N；N为f的序列长度；g为一维结构元素序列，其定义域为D_g，表示膨胀运算，Θ表示腐蚀运算，max表示集合{f(n-x)+g(x)|(n-x)∈D_f且x∈D_g}中的最大元素，min表示集合{f(n+x)-g(x)|(n+x)∈D_f且x∈D_g}中的最小元素，x为平移变量，为f关于g灰值膨胀计算的结果，(fΘg)(n)为f关于g灰值腐蚀计算的结果；(3)在步骤(2)的基础上，根据以下公式对各线路故障零序电流的采样序列进行开运算和闭运算计算；$f·g=f\oplus \mathrm{g\Theta g}$式中，fоg为f关于g开运算结果，f·g为f关于g闭运算结果，表示先进行灰值腐蚀计算，得到的结果再进行灰值膨胀计算，表示先进行灰值膨胀计算，得到的结果再进行灰值腐蚀计算；(4)根据以下公式计算各线路故障零序电流首半波的采样序列的形态谱；r≥0${\mathrm{PS}}_f(-r,g)=\frac{\mathrm{dA}{(f·g)}_r}{\mathrm{dr}},$r＞0式中，r为元素半径长度，PS_f(+r，g)定义为f(n)正刻度下的形态谱，PS_f(-r，g)定义为f(n))负刻度下的形态谱，A(fоg)_r表示结构，序列f(n)关于g_r(k)的开运算结果中各元素之和，A(f·g)_r表示结构元素g(k)半径长度为r时，序列f(n)关于g_r(k)的闭运算结果中各元素之和，$A{(f·g)}_r=\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}{(f·g)}_r\left(n\right);$(5)对各线路零序电流形态谱的正刻度谱值和负刻度谱值分别求和，然后分别求取各线路零序电流正刻度谱值之和与负刻度谱值之和的比值，选出最大的三个比值，依次设为ρ_k、ρ_m、ρ_n，若满足ρ_k＞ρ_m+ρ_n，则判断正负刻度谱值比最大的线路为故障线路，否则判断为母线故障。