一种利用小波包分解和相关分析的小电流接地系统故障选线方法

摘要

本发明利用小波包分解和相关分析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。本方法为：当母线零序电压瞬时值越限时，故障选线装置立即启动并录波，获取各馈线暂态零序电流；小波包分解后先求出各线路暂态零序电流在各频带上的能量，再按频带将所有线路暂态零序电流的能量求和，选择能量和值的最大值和次大值所在的频带为特征频带。依次在选定的特征频带上对线路暂态零序电流应用相关分析法，最后综合两个频带的相关分析结果确定故障点。本方法应用小波包分解和相关分析方法，能更加有效地利用故障暂态过程中包含的信息(幅值、相位)，能最大限度地反映故障线路和非故障线路的区别。原理分析和仿真表明，该方法选线准确、可靠。

主权项

1、一种利用小波包分解对小电流接地故障进行选线的方法，通过在线检测装置进行故障选线，其特征在于经过下列过程实现：A、以母线零序电压瞬时值u_n(t)大于K_uU_n作为故障的启动条件，其中K_u取值为0.15，U_n为母线额定电压，通过选线装置记录下故障前后1个周波的各馈线零序电流；B、采用db10小波包对各馈线暂态零序电流作4层分解，选线频带宽度为125Hz；C、按下式计算各暂态零序电流在除(4，0)外各频带上的能量，再按频带将各频带上所有线路暂态零序电流的能量求和：$ϵ=\underset{n}{\Sigma }{\left[{\omega }_k^{\left(j\right)}\left(n\right)\right]}^2$式中ω_k^(j)(n)为小波包分解第(j，k)子频带下的系数，以能量和值的最大值和次大值所在的频带作为特征频带；D、依次在步骤C的特征频带上对故障后各条线路零序电流暂态分量的波形——小波系数进行相关分析，求取线路之间的相关系数，形成相关系数矩阵M₁，M₂，根据相关系数矩阵求取每条线路相对于其他线路的综合相关系数ρ(j)，j＝1，2，...，n，并以定义本线路与其他线路的相关系数的平均值作为本线路的综合相关系数：综合相关系数按以下方法求解：先分别求M₁，M₂矩阵每行元素的平均值，得到ρ₁、ρ₂，再用ρ₁、ρ₂对应元素相加后取平均值得到综合相关系数ρ；E、比较各条线路的综合相关系数ρ，当最大最小综合相关系数之差Δρ大于阀值ρ_set时，则最小的综合相关系数对应的线路即为故障线路；当最大最小综合相关系数之差Δρ小于阀值ρ_set时，则判定系统发生母线接地故障，其中阀值ρ_set为0.5。