CN104515934A - 一种基于hht的微机小电流接地选线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于HHT的微机小电流接地选线装置，与电压互感器串联连接在母线出线上，所述选线装置包括：微机和多个零序互感器，在微机上设置有串行通信接口，零序互感器通过串行通信接口与微机连接，零序互感器之间相互并联连接在微机上；电压互感器与微机上的开口三角连接，电压互感器、微机和零序互感器组成回路并连接在母线出线上，所述微机采用HHT选线。本发明所述小电流接地选线装置，采用HHT进行判断选线，不会出现因干扰和测量误差而导致故障特征被湮没的情况，提高故障选线的灵敏性和可靠性，采用微机处理，成本较低，易实现，满足配电网自动化使用要求，实施效果好。
Description
技术领域
本发明涉及小电流接地选线装置，尤其是一种基于希尔伯特黄变换（HHT）的微机小电流接地选线装置，属于电气保护技术领域。
背景技术
我国3KV－66KV配电网大多采用小电流接地方式，即中性点非有效接地方式，包括中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统。中性点非有效接地系统的优点在于，发生单相接地时多数情况下能够自动熄弧并恢复绝缘。但是发生永久性接地故障时，为了防止因非故障相电压升高而导致故障扩大，必须尽快确定故障线路并予以切除，这就提出了单相接地故障选线问题。这个问题很长时间以来没有得到很好的解决，制约着配电网自动化的发展。
希尔伯特黄变换（Hilbert-Huang Transform，简称HHT）主要内容包含两部分，第一部分为经验模态分解（Empirical Mode Decomposition，简称EMD），它是由Huang提出的；第二部分为Hilbert谱分析（Hilbert Spectrum Analysis，简称HSA）。简单说来，HHT处理非平稳信号的基本过程是：首先利用经验模态分解方法将给定的信号分解为若干固有模态函数（以Intrinsic Mode Function或IMF表示，也称作本征模态函数），这些IMF是满足一定条件的分量；然后，对每一个IMF进行Hilbert变换，得到相应的Hilbert谱，即将每个IMF表示在联合的时频域中；最后，汇总所有IMF的Hilbert谱就会得到原始信号的Hilbert谱，IMF分量表征了被分析信号由高频到低频的系列特性，很适合电力故障暂态过程测量信号分析。
本发明提出一种基于希尔伯特黄变换（HHT）的微机小电流接地选线装置，满足配电网自动化的需求。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种基于希尔伯特黄变换（HHT）的微机小电流接地选线装置。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种基于HHT的微机小电流接地选线装置，与电压互感器串联连接在母线出线上，所述选线装置包括：微机和多个零序互感器，在微机上设置有串行通信接口，零序互感器通过串行通信接口与微机连接，零序互感器之间相互并联连接在微机上；电压互感器与微机上的开口三角连接，电压互感器、微机和零序互感器组成回路并连接在母线出线上，其特征是：所述微机采用HHT选线，其工作过程包括：
当母线开口三角电压值v o(t)>k ovo，微机选线装置启动，测得故障发生时刻前后各一个周期各路的零序电流，vo表示母线额定电压；采用非线性滤波器对故障分路零序电流进行滤波处理；采用HHT对母线开口三角电压信号进行检测，判定信号突变时刻；使用HHT对处理后的各线路故障前后一个周期内的采样信号进行经验模态分解，从而得出高频的IMF分量；比较各线路零序电流的最终的差分结果，得到信号突变点到下一个突变点的变化趋势；发生单相接地故障时，比较故障零序电流故障时的突变极性，一阶差分极性相同或相反，相反为线路故障，相同为母线故障，就此形成选线判据，完成对故障线路的选线，输出故障选线结论。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述小电流接地选线装置，采用HHT进行判断选线，不会出现因干扰和测量误差而导致故障特征被湮没的情况，提高故障选线的灵敏性和可靠性，采用微机处理，成本较低，易实现，满足配电网自动化使用要求，实施效果好。
附图说明
图1为本发明所述小电流接地选线定位装置安装结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
如图1所示，为本发明所述小电流接地选线装置安装结构示意图。本发明所述选线装置，包括：微机2、若干个零序互感器3，零序互感器3包括图1中的T1、T2、T3、T4、T5……Tn，并相互并联。在微机2上设置有串行通信接口，零序互感器3通过串行通信接口与微机2连接。
母线上连接有电压互感器1，电压互感器1与微机2上的开口三角连接，以获取其零序电压。零序互感器3连接在母线出线上，以获取母线出线上零序电流。电压互感器1、微机2和零序互感器3组成回路并连接在母线出线上。
微机2负责实时监测各段母线上相电压及零序电压，根据零序电压和各相电压的特征判断母线或出线有无接地，并将特殊信号注入到接地线路的故障相；同时通过串行通信接口，向系统内的各信号检测器发送检测命令，轮询检测结果，根据各信号检测器发回的数据，分析判断出现接地故障的线路。
本发明所述小电流接地选线装置，当小电流接地系统发生单相接地故障时，故障线路与非故障线路零序电流的最高频IMF1分量在故障时刻前后的一阶差分结果具有不同的突变极性，利用这一特征可实现选线。其工作过程包括：
当母线开口三角电压值v o(t)>k ovo，微机2选线装置启动，测得故障发生时刻前后各一个周期各路的零序电流，vo表示母线额定电压；采用非线性滤波器对故障分路零序电流进行滤波处理；采用HHT对母线开口三角电压信号进行检测，判定信号突变时刻；使用HHT对处理后的各线路故障前后一个周期内的采样信号进行经验模态分解，从而得出高频的IMF分量；比较各线路零序电流的最终的差分结果，得到信号突变点到下一个突变点的变化趋势；发生单相接地故障时，比较故障零序电流故障时的突变极性，一阶差分极性相同或相反，相反为线路故障，相同为母线故障，就此形成选线判据，完成对故障线路的选线，输出故障选线结论。
本发明所述小电流接地选线装置，采用HHT检测方法选线，对硬件的要求较低，节约了选线成本，具有一定的经济性。在微机2已判断出某条出线有接地故障后，将微机2设置在巡线状态，此时线路查找人员可准确地找出故障线路的接地点。
Claims (1)
1.一种基于HHT的微机小电流接地选线装置，与电压互感器（1）串联连接在母线出线上，所述选线装置包括：微机（2）和多个零序互感器（3），在微机（2）上设置有串行通信接口，零序互感器（3）通过串行通信接口与微机（2）连接，零序互感器（3）之间相互并联连接在微机（2）上；电压互感器（1）与微机（2）上的开口三角连接，电压互感器（1）、微机（2）和零序互感器（3）组成回路并连接在母线出线上，其特征是：所述微机（2）采用HHT选线，其工作过程包括：
当母线开口三角电压值v o(t)>k ovo，微机（2）选线装置启动，测得故障发生时刻前后各一个周期各路的零序电流，vo表示母线额定电压；采用非线性滤波器对故障分路零序电流进行滤波处理；采用HHT对母线开口三角电压信号进行检测，判定信号突变时刻；使用HHT对处理后的各线路故障前后一个周期内的采样信号进行经验模态分解，从而得出高频的IMF分量；比较各线路零序电流的最终的差分结果，得到信号突变点到下一个突变点的变化趋势；发生单相接地故障时，比较故障零序电流故障时的突变极性，一阶差分极性相同或相反，相反为线路故障，相同为母线故障，就此形成选线判据，完成对故障线路的选线，输出故障选线结论。
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