CN103197202A - 一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法 - Google Patents

一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103197202A
CN103197202A CN2013101071029A CN201310107102A CN103197202A CN 103197202 A CN103197202 A CN 103197202A CN 2013101071029 A CN2013101071029 A CN 2013101071029A CN 201310107102 A CN201310107102 A CN 201310107102A CN 103197202 A CN103197202 A CN 103197202A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fault
feeder line
coefficient
wavelet
feeder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013101071029A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103197202B (zh
Inventor
束洪春
高利
朱梦梦
段锐敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN201310107102.9A priority Critical patent/CN103197202B/zh
Publication of CN103197202A publication Critical patent/CN103197202A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103197202B publication Critical patent/CN103197202B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Locating Faults (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法，属电力系统继电保护技术领域。馈出线路只安装三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网发生单相接地故障后，启动选线装置测取各馈线的三相突变电流，提取故障后5ms时窗内的三相突变电流数据进行小波分解和单支重构，利用重构系数计算各馈线在各频带下的小波能量，根据能量和最大原则确定特征频带，选取特征频带内的重构系数进行相关分析，由馈线相间的相关系数计算确定馈线综合相关系数，以综合相关系数作为判据特征量，依照判据原则实现故障选线。大量仿真结果表明，本发明效果良好。

Description

一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体地说是一种利用小波系数相关分析判定特征频带内馈线三相突变电流波形相似性的配电网故障选线新方法。
背景技术
中性点经消弧线圈接地方式的配电网发生单相接地故障时，故障暂态电流幅值远大于稳态电流，且不受消弧线圈影响。故障后的暂态分量与稳态分量相比有很大的优越性，使得基于暂态量的选线方法成为了故障选线之首选。目前，基于暂态量的选线方法，大多是基于暂态量在突变方向、幅值等特征上故障线路和健全线路所表现出的差异，借助信号处理手段提取这些特征，进而进行故障辨识。
配电网故障多为单相接地故障，其选线问题一直难以解决，主要原因在于：1、故障边界复杂、随机，如故障初始相角大小、故障距离、过渡电阻大小等，不同故障条件，暂态零序信号频率成分、衰减特性、频谱能量分布具有较大差异；2、电压过零点附近发生单相接地故障时，引起的高频分量很小，使得高频暂态量选线方法灵敏度大大下降；3、电缆线路和架空线路电气特性以及各线路长度的差异较大，健全线路零序电流波形之间相似性变差；4、采用行波检测法，行波传播速度较快，而配电网线路较短，加之配电网信号干扰较多，行波首波头不易可靠捕捉。
基于暂态量的选线方法大多采用零序电流作为分析对象，但对于只安装三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网，由于三相电流互感器传变特性的不一致，由三相电流合成的零序电流与真实情况往往存在较大偏差，这种方式往往影响了基于零序电流的故障选线方法的可靠性，且在实际的配电系统中存在着一定的干扰信号，若直接采用三相突变电流时域相关分析进行选线，干扰信号也会对选线结果造成影响。
发明内容
本发明的目的是针对只安装有三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网，提出一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法，克服现有的基于零序电流故障选线方法可靠性不高和基于三相电流突变量的时域波形相关分析故障选线方法干扰信号影响选线结果的不足。
本发明基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法是：在馈出线路只安装了三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网发生单相接地故障后，立即启动选线装置测得各馈线的三相突变电流；提取故障后短时窗内的三相突变电流数据并进行小波分解和单支重构，计算各馈线在各频带下的小波能量，根据能量和最大原则确定特征频带；选取特征频带内的小波重构系数进行相关分析，计算确定各馈线相间的相关系数；将各馈线相间相关系数进行加和平均，得到馈线综合相关系数；通过比较馈线综合相关系数最大、最小值之差与预设阀值的大小，进行选线判断；若馈线故障，则故障馈线的综合相关系数较小，健全馈线的综合相关系数较大；若母线发生故障，各馈线综合相关系数相近，但馈线最大综合相关系数与最小综合相关系数差的绝对值小于预先设置的综合相关系数阀值；通过比较故障馈线各相间的相关系数与预设阀值的大小，进行选相判断；从而实现配电网故障的选线和选相。
实施本发明的具体步骤是：
（1）当馈出线路只安装了三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网发生单相接地故障后，选线装置立即启动，在测量处测取各馈线的三相突变电流                                                
Figure 248665DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 191213DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 816098DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 439977DEST_PATH_IMAGE004
为馈线编号，A、B、C为各馈线三个相的编号；
（2）提取故障后5ms时窗内的三相突变电流离散信号x(n) 的数据，并对其进行小波分解；对各尺度下的小波分解系数进行单支重构，利用式x(n)=，得到信号高频分量的小波重构系数
Figure 448833DEST_PATH_IMAGE006
；式中，
Figure 374064DEST_PATH_IMAGE007
为信号采样点个数，为小波变换尺度；
（3）利用小波重构系数
Figure 50081DEST_PATH_IMAGE006
，通过式，计算各馈线在各频带下的小波能量和；式中，
Figure 419063DEST_PATH_IMAGE010
为小波能量，为信号采样点个数；
（4）根据各频带下的小波能量，结合能量和最大原则，剔除工频所在的能量和最大频带，确定次能量和最大频带为特征频带； 
（5）根据式，对特征频带内的小波重构系数进行相关分析，计算确定各馈线相间的相关系数
Figure 709995DEST_PATH_IMAGE012
；
式中，
Figure 344239DEST_PATH_IMAGE013
为离散信号，
Figure 97300DEST_PATH_IMAGE007
为离散信号的采样点个数，
Figure 336652DEST_PATH_IMAGE014
为相关信号的记录长度；
Figure 962805DEST_PATH_IMAGE015
=1、2、3…，为系统的馈线编号；x,y=A,B,C，且x≠y ，A、B、C为馈线三个相的编号；
（6）根据馈线相间的相关系数
Figure 772760DEST_PATH_IMAGE012
，通过式
Figure 80245DEST_PATH_IMAGE016
计算确定馈线综合相关系数：
（7）通过仿真实验，设置馈线综合相关系数阀值，按以下条件进行选线判断：
若，则馈线故障，故障馈线编号为
Figure 829261DEST_PATH_IMAGE015
；
若
Figure 674857DEST_PATH_IMAGE019
，则母线故障；
式中，
Figure 373954DEST_PATH_IMAGE020
为各馈线综合相关系数中的最大值，
Figure 279593DEST_PATH_IMAGE021
为各馈线综合相关系数中的最小值；
（8）通过仿真实验，设置故障馈线各相间的相关系数阀值
Figure 375725DEST_PATH_IMAGE022
，按以下条件进行选相判断：
若
Figure 274280DEST_PATH_IMAGE023
，则
Figure 77151DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 904424DEST_PATH_IMAGE025
为健全相，另一相为故障相；
式中，
Figure 487852DEST_PATH_IMAGE026
为故障馈线各相间的相关系数，
Figure 940830DEST_PATH_IMAGE027
为故障馈线的编号，x,y=A,B,C，且x≠y ，A、B、C为馈线三个相的编号。
本发明中，馈线综合相关系数阀值
Figure 847475DEST_PATH_IMAGE017
和故障馈线各相间的相关系数阀值
Figure 94916DEST_PATH_IMAGE022
的设定，都是通过大量的系统仿真实验，最终找出恰当的数值，作为比较的依据。
本发明的选线原理是：
一、特征量提取
配电网发生故障后，选线装置立即启动，保护安装处测得各馈线的三相突变电流为、
Figure 907463DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 747243DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 165586DEST_PATH_IMAGE004
为馈线编号，A、B、C为各馈线三个相的编号。
提取故障后5ms时窗的三相突变电流数据，按常规方法进行小波分解（如，利用db4小波进行6层分解），并对各尺度下的小波分解系数进行单支重构，利用重构系数计算各馈线在各频带下的小波能量，根据能量和最大原则确定特征频带。
对离散信号各尺度下的小波系数进行单支重构后得到的信号分量所包含的信息频带范围如下式：
                                                  （1）
式中，
Figure 134045DEST_PATH_IMAGE006
为信号高频分量的小波重构系数；
Figure 739601DEST_PATH_IMAGE030
为信号低频分量的小波重构系数；f s为信号的采样频率；q=1，2，3…Q，Q为最大分解尺度。原始信号序列x(n)可表示为各分量的和，即：
x(n)=D 1(n)+ A 1(n)= D 1(n)+D 1(n) + D 1(n)=
Figure 519338DEST_PATH_IMAGE031
               （2）
令D m+1(n)=A m(n)，则有：
x(n)= 
Figure 852230DEST_PATH_IMAGE005
                                    （3）
式中，m为小波变换尺度。对于正交小波变换，变换后各尺度的能量可直接由其单支重构后的小波重构系数的平方得到，即：
Figure 853553DEST_PATH_IMAGE009
                                   （4）
根据各频带下的小波能量，结合能量和最大原则，剔除工频所在的能量和最大频带，确定次能量和最大频带为特征频带。
二、选取特征频带内的重构系数进行相关分析
相关函数是时域描述随机信号统计特征的一个非常重要的数字特征，确定性信号可以看作是平稳信号的具有遍历性的随机信号的特例。设和
Figure 880732DEST_PATH_IMAGE033
为能量有限的实信号波形，为了研究它们之间的区别，衡量其在不同时刻的相似程度，引入：
Figure 756329DEST_PATH_IMAGE034
                                （5）
式中
Figure 425208DEST_PATH_IMAGE035
为常数。
根据均方差最小准则，取的时间平均值来衡量二者之间的相似性，则有
Figure 34547DEST_PATH_IMAGE038
                     （6）
令，求得最佳的
Figure 613875DEST_PATH_IMAGE040
使两波形最相似，并代入式（6），得到最小的
Figure 855500DEST_PATH_IMAGE037
为：
Figure 68307DEST_PATH_IMAGE041
                           （7）
式（7）中
Figure 711778DEST_PATH_IMAGE042
对应信号
Figure 233895DEST_PATH_IMAGE032
和
Figure 900500DEST_PATH_IMAGE033
的离散采样序列在一定数据窗内的表达式为：
Figure 979314DEST_PATH_IMAGE011
                       （8）
式中
Figure 165707DEST_PATH_IMAGE013
为离散信号，
Figure 937354DEST_PATH_IMAGE007
为离散信号的采样点个数，
Figure 825676DEST_PATH_IMAGE014
为相关信号的记录长度。
由（8）式可知，
Figure 895132DEST_PATH_IMAGE042
越大，
Figure 247616DEST_PATH_IMAGE037
越小，两波形越相似。为此
Figure 127847DEST_PATH_IMAGE042
为相关系数。
在征频带下对重构系数进行相关分析求取各馈线相间相关系数
Figure 254197DEST_PATH_IMAGE012
，其中，=1、2、3…，
Figure 85067DEST_PATH_IMAGE043
且
Figure 385467DEST_PATH_IMAGE044
。
由馈线相间的相关系数计算确定馈线综合相关系数，定义如下：
Figure 310698DEST_PATH_IMAGE016
                          （10）
将综合相关系数作为判据特征量。
三、选线判据
由于当馈线故障时，则故障馈线的馈线综合相关系数较小，健全馈线的馈线综合相关系数较大；当母线发生故障时，各馈线综合相关系数相近但馈线最大综合相关系数与馈线最小综合相关系数差的绝对值小于某个阀值。因此，通过仿真实验，设置馈线综合相关系数阀值
Figure 472689DEST_PATH_IMAGE017
，定义选线判据为：
当
Figure 222601DEST_PATH_IMAGE018
，则馈线故障，故障馈线编号为
Figure 506952DEST_PATH_IMAGE015
。
当，则母线故障。
式中，
Figure 72111DEST_PATH_IMAGE020
为各馈线综合相关系数中的最大值，
Figure 253694DEST_PATH_IMAGE021
为各馈线综合相关系数中的最小值。
通过仿真实验，进一步设置故障馈线各相间的相关系数阀值
Figure 381050DEST_PATH_IMAGE022
，定义选相判据为：
若
Figure 280873DEST_PATH_IMAGE023
，则
Figure 535399DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 774750DEST_PATH_IMAGE025
为健全相，另一相为故障相。
式中，
Figure 135325DEST_PATH_IMAGE026
为故障馈线各相间的相关系数，
Figure 709394DEST_PATH_IMAGE027
为故障馈线的编号，
Figure 16879DEST_PATH_IMAGE045
，
Figure 907474DEST_PATH_IMAGE046
且
Figure 392945DEST_PATH_IMAGE044
。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、克服了由于三相电流互感器传变特性不一致而导致三相电流合成零序电流时与真实情况存在较大偏差的问题。
2、因选取小波能量和最大的频带作为特征频带，且相关系数的求取均在特征频带内进行，因此有效提高选线方法的抗噪声干扰能力。
附图说明
图1 为本发明基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线选相流程图；
图2为本发明用于仿真的配电网结构图；
图3为本发明实施例1特征频带内故障馈线L 1相电流小波系数；
图4为本发明实施例1特征频带内健全馈线L 2相电流小波系数；
图5为本发明实施例1特征频带内健全馈线L 3相电流小波系数；
图6为本发明实施例1特征频带内健全馈线L 4相电流小波系数；
图7为本发明实施例1特征频带内健全馈线L 5相电流小波系数；
图8为本发明实施例1特征频带内健全馈线L 6相电流小波系数。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
当馈出线路只安装了三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网发生单相接地故障后，立即启动选线装置测取各馈线的三相突变电流；提取故障后短时窗内的三相突变电流数据并进行小波分解和单支重构，计算各馈线在各频带下的小波能量，根据能量和最大原则确定特征频带；选取特征频带内的小波重构系数进行相关分析，计算确定各馈线相间的相关系数；将各馈线相间相关系数进行加和平均，得到馈线综合相关系数；通过比较馈线综合相关系数最大、最小值之差与预设阀值的大小，进行选线判断；通过比较故障馈线各相间的相关系数与预设阀值的大小，进行选相判断。
实施例1：110kV/35kV配电网单相接地故障仿真模型如图2所示，它有6条馈线，Z字型变压器中性点通过消弧线圈串联电阻接地。架空馈线
Figure 1781DEST_PATH_IMAGE047
=15km、
Figure 112956DEST_PATH_IMAGE048
=18km、
Figure 310588DEST_PATH_IMAGE049
=30km，线–缆混合馈线
Figure 278544DEST_PATH_IMAGE050
=17km，其架空馈线12km、电缆5km，电缆馈线=6km、
Figure 23963DEST_PATH_IMAGE052
=8km。其中，架空馈线为JS1杆型，LGJ－70型导线，档距80m，电缆馈线为YJV23-35/95型电缆。该电网中的G为无限大电源；T为主变压器，变比为110 kV /35kV，联结组别为
Figure 577567DEST_PATH_IMAGE053
/d11；
Figure 654107DEST_PATH_IMAGE054
是Z字形变压器；L为消弧线圈；R为消弧线圈的阻尼电阻。馈线采用架空线路、架空线—电缆混合线路和电缆线路三种线路。负荷选用恒定功率负荷模型。馈线
Figure 237535DEST_PATH_IMAGE047
距离始端5公里处A相发生单相接地故障，接地电阻20Ω，故障角为60°，采样频率为10kHz。
（1）配电网发生故障后，选线装置立即启动，提取故障后5ms时窗内的三相突变电流数据利用db4小波进行6层分解，利用重构后的小波系数计算各频带下各馈线的能量和，如表1所示，频带0Hz~78.125Hz对应的能量和最大，频带312.5~625 Hz对应的能量和次之。
表1 馈线故障时各频带能量
Figure 597158DEST_PATH_IMAGE056
（2）剔除工频所在的能量和最大的频带，即0Hz~78.125Hz。根据能量和最大原则，选取能量第二大频带，即312.5~625 Hz作为特征频带，各条馈线三相突变电流特征频带下的小波系数如图3~8所示。
（3）对各条馈线三相突变电流特征频带内的小波系数进行综合相关系数计算，结果如表2所示。
表2 馈线
Figure 906917DEST_PATH_IMAGE055
故障时各条馈线对应的综合相关系数
Figure 677775DEST_PATH_IMAGE057
（4）特征频带内，对于故障馈线，其故障相和非故障相小波系数综合相关系数较小；而对于健全馈线，其综合相关系数较大；设定一个综合相关系数阈值
Figure 668865DEST_PATH_IMAGE058
，当配电网发生接地故障时，计算各条馈线特征频带内相突变电流量小波系数的综合相关系数
Figure 508645DEST_PATH_IMAGE059
，
Figure 176256DEST_PATH_IMAGE015
=1、2、3…6，若
Figure 406380DEST_PATH_IMAGE060
则判定为母线故障，否则，
Figure 951893DEST_PATH_IMAGE061
对应的馈线
Figure 646179DEST_PATH_IMAGE015
为故障馈线。设置故障馈线各相间的相关系数阀值
Figure 235424DEST_PATH_IMAGE062
，若
Figure 467691DEST_PATH_IMAGE063
，则
Figure 862900DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 349376DEST_PATH_IMAGE025
为健全相，另一相为故障相。式中，
Figure 125833DEST_PATH_IMAGE064
为故障馈线各相间的相关系数，
Figure 330550DEST_PATH_IMAGE027
为故障馈线的编号，
Figure 529450DEST_PATH_IMAGE065
，
Figure 119700DEST_PATH_IMAGE066
且
Figure 316326DEST_PATH_IMAGE067
。基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线选相流程如图1所示。
通过大量的仿真实验，设置，由表2计算结果可知，
Figure 496083DEST_PATH_IMAGE069
且判定馈线
Figure 549993DEST_PATH_IMAGE047
为故障馈线。通过大量的仿真实验，设置故障馈线各相间的相关系数阀值
Figure 28378DEST_PATH_IMAGE072
，因为
Figure 671849DEST_PATH_IMAGE073
，所以判定故障线路B、C相为健全相，A相为故障相，与假设一致，选线选相正确。
    实施例2：如图2所示的110kV/35kV配电网单相接地故障仿真模型，其参数在实施例1中已说明，这里不再累述。现假设馈线
Figure 695431DEST_PATH_IMAGE050
距离始端4公里处A相发生单相接地故障，接地电阻60Ω，故障角为30°。采样频率为10kHz。
（1）配电网发生故障后，选线装置立即启动，提取故障后5ms时窗内的三相突变电流数据利用db4小波进行6层分解，利用重构后的小波系数计算各频带下各馈线的能量和，如表3所示，频带0Hz~78.125Hz对应的能量和最大，频带2.5~5 Hz对应的能量和次之。
表3 馈线
Figure 424353DEST_PATH_IMAGE074
故障时各频带能量
Figure 440850DEST_PATH_IMAGE076
（2）剔除工频所在的能量和最大的频带，即0Hz~78.125Hz。根据能量和最大原则，选取能量第二大频带，即2.5~5 Hz作为特征频带。
（3）对各条馈线三相突变电流特征频带内的小波系数进行综合相关系数计算，结果如表4所示。
表4馈线
Figure 125779DEST_PATH_IMAGE074
故障时各条馈线对应的综合相关系数
Figure DEST_PATH_IMAGE077
（4）特征频带内，对于故障馈线，其故障相和非故障相小波系数综合相关系数较小；而对于健全馈线，其综合相关系数较大；设定一个综合相关系数阈值
Figure 569529DEST_PATH_IMAGE058
，当配电网发生接地故障时，计算各条馈线特征频带内相突变电流量小波系数的综合相关系数
Figure 785747DEST_PATH_IMAGE059
，
Figure 356668DEST_PATH_IMAGE015
=1、2、3…6，若
Figure 646835DEST_PATH_IMAGE060
则判定为母线故障，否则，
Figure 589383DEST_PATH_IMAGE061
对应的馈线为故障馈线。设置故障馈线各相间的相关系数阀值，若
Figure 45138DEST_PATH_IMAGE063
，则
Figure 581424DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 506655DEST_PATH_IMAGE025
为健全相，另一相为故障相。式中，
Figure 668646DEST_PATH_IMAGE064
为故障馈线各相间的相关系数，
Figure 995722DEST_PATH_IMAGE027
为故障馈线的编号，
Figure 467023DEST_PATH_IMAGE065
，
Figure 817233DEST_PATH_IMAGE066
且
Figure 579653DEST_PATH_IMAGE067
。
如实施例1所述，针对该系统通过大量的仿真实验
Figure 449651DEST_PATH_IMAGE058
设置为0.5，由表4计算结果可知，
Figure 904903DEST_PATH_IMAGE069
=
Figure 742409DEST_PATH_IMAGE078
且判定馈线
Figure 495471DEST_PATH_IMAGE074
为故障馈线。如实施例1所述，针对该系统通过大量的仿真实验，故障馈线各相间的相关系数阀值
Figure 469243DEST_PATH_IMAGE062
设置为0.8，因为
Figure 772093DEST_PATH_IMAGE080
，所以判定故障线路B、C相为健全相，A相为故障相，与假设一致，选线选相正确。
上面结合附图对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (2)

1.一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法，其特征在于：当馈出线路只安装了三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网发生单相接地故障后，立即启动选线装置测取各馈线的三相突变电流；提取故障后短时窗内的三相突变电流数据并进行小波分解和单支重构，计算各馈线在各频带下的小波能量，根据能量和最大原则确定特征频带；选取特征频带内的小波重构系数进行相关分析，计算确定各馈线相间的相关系数；将各馈线相间相关系数进行加和平均，得到馈线综合相关系数；通过比较馈线综合相关系数最大、最小值之差与预设阀值的大小，进行选线判断；通过比较故障馈线各相间的相关系数与预设阀值的大小，进行选相判断。
2.根据权利要求1所述的基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）当馈出线路只安装了三相电流互感器而未安装零序电流互感器的配电网发生单相接地故障后，选线装置立即启动，在测量处测取各馈线的三相突变电流                                                
Figure 961407DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 692603DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 748284DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 502613DEST_PATH_IMAGE004
为馈线编号，A、B、C为各馈线三个相的编号；
（2）提取故障后5ms时窗内的三相突变电流离散信号x(n) 数据，并对其进行小波分解；对各尺度下的小波分解系数进行单支重构，利用式x(n)= ，得到信号高频分量的小波重构系数
Figure 326792DEST_PATH_IMAGE006
；式中，为信号采样点个数，
Figure 60578DEST_PATH_IMAGE008
为小波变换尺度；
（3）利用小波重构系数，通过式
Figure 103807DEST_PATH_IMAGE009
，计算各馈线在各频带下的小波能量和；式中，为小波能量，
Figure 731676DEST_PATH_IMAGE007
为信号采样点个数；
（4）根据各频带下的小波能量，结合能量和最大原则，剔除工频所在的能量和最大频带，确定次能量和最大频带为特征频带； 
（5）根据式
Figure 810491DEST_PATH_IMAGE011
，对特征频带内的小波重构系数进行相关分析，计算确定各馈线相间的相关系数
Figure 370785DEST_PATH_IMAGE012
；
式中，
Figure 204749DEST_PATH_IMAGE013
为离散信号，
Figure 155387DEST_PATH_IMAGE007
为离散信号的采样点个数，为相关信号的记录长度；
Figure 16475DEST_PATH_IMAGE015
=1、2、3…，为系统的馈线编号；x,y=A,B,C，且x≠y，A、B、C为馈线三个相的编号；
（6）根据馈线相间的相关系数
Figure 959024DEST_PATH_IMAGE012
，通过下式计算确定馈线综合相关系数：
Figure 459275DEST_PATH_IMAGE016
；
（7）通过仿真实验，设置馈线综合相关系数阀值
Figure 942209DEST_PATH_IMAGE017
，按以下条件进行选线判断：
若
Figure 414779DEST_PATH_IMAGE018
，则馈线故障，故障馈线编号为
Figure 590545DEST_PATH_IMAGE015
；
若
Figure 515776DEST_PATH_IMAGE019
，则母线故障；
式中，
Figure 303865DEST_PATH_IMAGE020
为各馈线综合相关系数中的最大值，为各馈线综合相关系数中的最小值；
（8）通过仿真实验，设置故障馈线各相间的相关系数阀值，按以下条件进行选相判断：
若
Figure 186874DEST_PATH_IMAGE023
，则、
Figure 458772DEST_PATH_IMAGE025
为健全相，另一相为故障相；
式中，
Figure 648445DEST_PATH_IMAGE026
为故障馈线各相间的相关系数，为故障馈线的编号，x,y=A,B,C，且x≠y ，A、B、C为馈线三个相的编号。
CN201310107102.9A 2013-03-29 2013-03-29 一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法 Active CN103197202B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310107102.9A CN103197202B (zh) 2013-03-29 2013-03-29 一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310107102.9A CN103197202B (zh) 2013-03-29 2013-03-29 一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103197202A true CN103197202A (zh) 2013-07-10
CN103197202B CN103197202B (zh) 2015-07-22

Family

ID=48719884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310107102.9A Active CN103197202B (zh) 2013-03-29 2013-03-29 一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103197202B (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103760461A (zh) * 2014-01-14 2014-04-30 昆明理工大学 一种基于含工频频带故障电流突变方向的母线保护方法
CN103941153A (zh) * 2014-04-03 2014-07-23 昆明理工大学 一种基于波形相似性的k-NN算法的多出线辐射网故障测距方法
CN104237727A (zh) * 2014-09-09 2014-12-24 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种变压器近区短路信号监测装置及短路录波分析方法
CN105974264A (zh) * 2016-04-28 2016-09-28 长沙理工大学 一种基于相电流暂态特征的故障选线方法
CN106569096A (zh) * 2016-11-09 2017-04-19 南方电网科学研究院有限责任公司 一种配电网单相故障的在线定位方法
CN106597227A (zh) * 2016-12-30 2017-04-26 北京鼎科远图科技有限公司 基于全局小波系数平衡法判断单相接地故障的方法和装置
CN107390075A (zh) * 2017-09-05 2017-11-24 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种用于配电网单相接地试验的装置
CN107632237A (zh) * 2017-08-16 2018-01-26 杭州零尔电力科技有限公司 一种基于故障后小波特征量相关性的单相接地故障选线方法
CN108132417A (zh) * 2017-11-24 2018-06-08 国网北京市电力公司 单相接地故障定位方法和装置
CN108663599A (zh) * 2018-05-07 2018-10-16 太原理工大学 基于暂态高频分量相关性分析的单相接地故障选线方法
CN109348502A (zh) * 2018-11-14 2019-02-15 海南电网有限责任公司 基于小波分解的公网通信数据安全监测方法及系统
CN111077413A (zh) * 2020-01-21 2020-04-28 山东大学 基于三相暂态电流的小电流接地系统故障选相和选线方法
CN112255495A (zh) * 2020-09-10 2021-01-22 西安理工大学 一种微电网高阻故障检测方法
CN115764837A (zh) * 2022-10-21 2023-03-07 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种基于子网分割的故障选线分析方法及装置
CN115980516A (zh) * 2023-03-15 2023-04-18 昆明理工大学 一种基于波形相似度的配电网故障选线方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09304468A (ja) * 1996-05-10 1997-11-28 Nissin Electric Co Ltd 平行２回線系統の故障点標定方法
CN101162838A (zh) * 2007-11-29 2008-04-16 昆明理工大学 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
CN101188354A (zh) * 2007-11-30 2008-05-28 昆明理工大学 小电流接地系统故障选线的测后模拟方法
CN101719663A (zh) * 2009-12-07 2010-06-02 梅素真 基于零序电流有功分量的接地选线方法、装置及应用系统
CN101871987A (zh) * 2009-04-23 2010-10-27 上海市南供电设计有限公司 基于故障特征分析的中压配电网单相接地故障选线方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09304468A (ja) * 1996-05-10 1997-11-28 Nissin Electric Co Ltd 平行２回線系統の故障点標定方法
CN101162838A (zh) * 2007-11-29 2008-04-16 昆明理工大学 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
CN101188354A (zh) * 2007-11-30 2008-05-28 昆明理工大学 小电流接地系统故障选线的测后模拟方法
CN101871987A (zh) * 2009-04-23 2010-10-27 上海市南供电设计有限公司 基于故障特征分析的中压配电网单相接地故障选线方法
CN101719663A (zh) * 2009-12-07 2010-06-02 梅素真 基于零序电流有功分量的接地选线方法、装置及应用系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
束洪春等: "利用测后模拟的谐振接地系统故障选线方法", 《中国电机工程学报》, vol. 28, no. 16, 5 June 2008 (2008-06-05), pages 59 - 64 *
束洪春等: "谐振接地电网故障选线相关分析法", 《电力自动化设备》, vol. 28, no. 9, 10 September 2008 (2008-09-10) *

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103760461B (zh) * 2014-01-14 2017-02-15 昆明理工大学 一种基于含工频频带故障电流突变方向的母线保护方法
CN103760461A (zh) * 2014-01-14 2014-04-30 昆明理工大学 一种基于含工频频带故障电流突变方向的母线保护方法
CN103941153A (zh) * 2014-04-03 2014-07-23 昆明理工大学 一种基于波形相似性的k-NN算法的多出线辐射网故障测距方法
CN103941153B (zh) * 2014-04-03 2016-10-12 昆明理工大学 一种基于波形相似性的k-NN算法的多出线辐射网故障测距方法
CN104237727A (zh) * 2014-09-09 2014-12-24 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种变压器近区短路信号监测装置及短路录波分析方法
CN104237727B (zh) * 2014-09-09 2017-01-11 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种变压器近区短路信号监测装置及短路录波分析方法
CN105974264A (zh) * 2016-04-28 2016-09-28 长沙理工大学 一种基于相电流暂态特征的故障选线方法
CN105974264B (zh) * 2016-04-28 2019-10-11 长沙理工大学 一种基于相电流暂态特征的故障选线方法
CN106569096A (zh) * 2016-11-09 2017-04-19 南方电网科学研究院有限责任公司 一种配电网单相故障的在线定位方法
CN106569096B (zh) * 2016-11-09 2019-05-10 南方电网科学研究院有限责任公司 一种配电网单相故障的在线定位方法
CN106597227A (zh) * 2016-12-30 2017-04-26 北京鼎科远图科技有限公司 基于全局小波系数平衡法判断单相接地故障的方法和装置
CN107632237A (zh) * 2017-08-16 2018-01-26 杭州零尔电力科技有限公司 一种基于故障后小波特征量相关性的单相接地故障选线方法
CN107390075A (zh) * 2017-09-05 2017-11-24 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种用于配电网单相接地试验的装置
CN108132417A (zh) * 2017-11-24 2018-06-08 国网北京市电力公司 单相接地故障定位方法和装置
CN108663599A (zh) * 2018-05-07 2018-10-16 太原理工大学 基于暂态高频分量相关性分析的单相接地故障选线方法
CN108663599B (zh) * 2018-05-07 2021-01-01 太原理工大学 基于暂态高频分量相关性分析的单相接地故障选线方法
CN109348502A (zh) * 2018-11-14 2019-02-15 海南电网有限责任公司 基于小波分解的公网通信数据安全监测方法及系统
CN109348502B (zh) * 2018-11-14 2022-04-08 海南电网有限责任公司 基于小波分解的公网通信数据安全监测方法及系统
CN111077413A (zh) * 2020-01-21 2020-04-28 山东大学 基于三相暂态电流的小电流接地系统故障选相和选线方法
CN112255495A (zh) * 2020-09-10 2021-01-22 西安理工大学 一种微电网高阻故障检测方法
CN112255495B (zh) * 2020-09-10 2023-10-24 西安理工大学 一种微电网高阻故障检测方法
CN115764837A (zh) * 2022-10-21 2023-03-07 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种基于子网分割的故障选线分析方法及装置
CN115764837B (zh) * 2022-10-21 2023-12-26 国网四川省电力公司电力科学研究院 一种基于子网分割的故障选线分析方法及装置
CN115980516A (zh) * 2023-03-15 2023-04-18 昆明理工大学 一种基于波形相似度的配电网故障选线方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN103197202B (zh) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103197202B (zh) 一种基于三相突变电流分量特征频带内小波系数相关分析的配网故障选线方法
CN103197203A (zh) 一种基于三相电流突变量的时域波形相关分析的故障选线方法
Zhang et al. A novel traveling wave protection method for DC transmission lines using current fitting
CN103245883B (zh) 一种基于暂态零序电流时频特征向量的配电网故障选线方法
CN103424669B (zh) 一种利用故障馈线零序电流矩阵主成分分析第一主成分的选线方法
CN103675605B (zh) 一种基于故障信号暂态相关分析的配电网小电流接地故障选线方法
CN103135031B (zh) 煤矿高压电网绝缘状态监测方法
CN103267927B (zh) 一种利用工频分量小波系数直线拟合检测的小电流接地系统故障选线方法
CN107045093B (zh) 基于快速s变换的小电流单相接地故障选线方法
CN103163417B (zh) 一种基于短时窗高低频暂态能量比值的虚幻接地识别方法
CN103474981B (zh) 一种基于零序电流多阶差分变换方向的配网单相接地保护方法
CN104237731B (zh) 基于eemd与能量法的谐振接地配电网单相接地故障选线方法
CN103257304A (zh) 一种利用零序电流特征频带内cwt系数rms值的ann故障选线方法
CN102914726A (zh) 一种用于同杆双回线路的故障定位方法
Burgess et al. Minimising the risk of cross-country faults in systems using arc suppression coils
CN104375056B (zh) 基于电压及电流初始行波的变电站电缆出线故障监测方法
CN102928731A (zh) 一种利用零序电流全量Hough变换的配电网故障选线方法
CN103490404A (zh) 配电网系统的随调式消弧线圈的调谐方法及故障选线方法
CN104360227A (zh) 基于行波法和暂态主频法的变电站电缆出线故障监测方法
CN104614638A (zh) 小电流系统接地选线方法
CN110783896B (zh) 一种基于弱故障主被动联合检测的配网单相接地保护方法
CN106019046A (zh) 一种新型小电流接地系统暂态选线方法
CN104360226A (zh) 基于电流初始行波极性的变电站电缆出线故障监测方法
CN109001592A (zh) 一种基于暂态量的谐振接地系统单相接地故障选线方法
CN103293448A (zh) 基于半周波能量比的单相接地故障与虚幻接地识别方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant