基于譜峭度相對能量熵的配電網故障階梯式選線方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于譜峭度相對能量熵的配電網故障階梯式選線方法。該方法在故障發生時，首先進入第1階梯，計算相鄰線路暫態零序電流首半波極值之比是否恒大于0，若是，則判定母線故障；否則，直接進入第2階梯判斷，求取各分支線譜峭度相對能量熵并計算熵倍數，當熵倍數大于等于臨界值時，判定架空線中相對能量熵最大的線路為故障線；當熵倍數小于臨界值時，則進入第3階梯，判定電纜線和纜-線混合線中相對能量熵最大的線路為故障線。理論分析和仿真結果表明，該方法選線準確性高、適應范圍廣且具有較強的抗噪能力。
【專利說明】基于譜峭度相對能量熵的配電網故障階梯式選線方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于譜峭度相對能量熵的配電網故障階梯式選線方法，屬電力系統故障選線【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，對于配電網的故障選線問題一直未能得到很好解決。發生單相接地故障時，暫態信號特征量豐富，使得基于暫態信號的分析方法得到廣泛關注，常用的暫態信號故障分析方法有:暫態能量法、S變換、普羅尼(Prony)算法、相關分析法、經驗模態分解法等。
[0003]利用暫態能量法進行故障選線，在低阻接地故障時，具有良好的選線效果，當發生高阻接地故障時，由于消弧線圈感性電流對故障瞬間零序電流的補償作用，易導致誤判。S變換具有良好的時頻特性，但S變換分解后信息量太多，如何合理的利用相角信息有待進一步研究。Prony可擬合暫態零序電流信號實現選線,但該方法在模型階次的確定上有待進一步研究。相關分析法可實現故障選線，但當發生小角度故障時，流過健全電纜線和健全架空線的暫態零序電流相似性變差，此時，基于相關分析的選線方法準確率難以保證。經驗模態分解法對非線性，非平穩信號的處理具有明顯的優勢，能分解出表征各特征分量的本征模態函數，但在分解過程中可能會造成模態混疊現象。
[0004]盡管學者們在時頻域上提出多種方法來解決配電網故障選線這一難題，但選線效果并不理想，因此，對于配電網故障選線，還需進一步研究。
【發明內容】
[0005]本發明提出一種基于譜峭度相對能量熵的配電網故障階梯式選線方法。該方法在故障發生時，首先進入第I階梯，計算相鄰線路暫態零序電流首半波極值之比是否恒大于0，若是，則判定母線故障；否則，直接進入第2階梯判斷，求取各分支線譜峭度相對能量熵并計算熵倍數，當熵倍數大于等于臨界值時，判定架空線中相對能量熵最大的線路為故障線；當熵倍數小于臨界值時，則進入第3階梯，判定電纜線和纜-線混合線中相對能量熵最大的線路為故障線。本發明屬于階梯式故障選線方法，在故障發生時，可以逐級對不同類型的線路進行判斷，快速切斷故障線路，節約故障排查時間。
[0006]本發明所述的基于譜峭度相對能量熵的配電網故障階梯式選線方法，該方法具體步驟如下:
[0007]步驟I故障發生瞬間，啟動采樣裝置，記錄故障發生后I條分支線路故障后I個周期內的暫態零序電流iw(j=l，2，…，I)，并同時將架空線條數記為I1，電纜和纜-線混合線條數記為I2。
[0008]步驟2第I階梯:判斷是否為母線故障。計算故障瞬間各線路暫態零序電流首半波極值ioZj，求取相鄰線路暫態零序電流首半波極值之比Gcizm,計算式如下:
[0009]
【權利要求】
1.一種基于譜峭度相對能量熵的配電網故障階梯式選線方法，其特征在于，該方法在故障發生時，首先進入第I階梯，計算相鄰線路暫態零序電流首半波極值之比是否恒大于O，若是，則判定母線故障；否則，直接進入第2階梯判斷，求取各分支線譜峭度相對能量熵并計算熵倍數，當熵倍數大于等于臨界值時，判定架空線中相對能量熵最大的線路為故障線；當熵倍數小于臨界值時，則進入第3階梯，判定電纜線和纜-線混合線中相對能量熵最大的線路為故障線。
2.根據權利要求1所述的基于譜峭度相對能量熵的配電網故障階梯式選線方法，該方法的具體步驟為: 步驟I故障發生瞬間，啟動采樣裝置，記錄故障發生后I條分支線路故障后I個周期內的暫態零序電流iw(j=l，2，…，I)，并同時將架空線條數記為I1，電纜和纜-線混合線條數記為I2。 步驟2第I階梯:判斷是否為母線故障。計算故障瞬間各線路暫態零序電流首半波極值idZj，求取相鄰線路暫態零序電流首半波極值之比Gcizm,計算式如下:
3.根據權利要求2所述的基于譜峭度相對能量熵的配電網故障階梯式選線方法，其特征在于，所述步驟I之前，還需進行如下步驟: 步驟i判斷配電網系統的零序電壓U0 (t)是否大于母線額定電壓U的0.15倍，當U0 (t)> 0.15U時，則執行步驟ii ;當％(0≤0.15U時，則返回步驟i。 步驟ii判斷電壓互感器是否斷線:當電壓互感器發生斷線時，則發出電壓互感器斷線警告信息；當電壓互感器沒有發生斷線時，則執行步驟iii。 步驟iii判斷消弧線圈是否發生串聯諧振:當發生串聯諧振時，則調節消弧線圈遠離諧振點以防止其發生串聯諧振；當消弧線圈沒有發生串聯諧振時，則判定配電網系統發生單相接地故障。
【文檔編號】G01R31/08GK103926509SQ201410140610
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2014年4月1日
【發明者】王曉衛, 魏向向, 高杰, 侯雅曉, 韋延方 申請人:河南理工大學