CN117110780A - 高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法，涉及电力系统继电保护领域，本申请利用小波模极大值和相关系数变换矩阵特征量进行的小电流接地故障选线，首先，基于模极大值算法进行故障识别并确定故障时刻；其次，利用进线零序电流与各馈线零序电流之和约束关系可识别母线故障还是馈线故障；最后，若是馈线故障，基于零序突变量之间相关系数变换矩阵法构造相关系数变化矩阵，根据相关系数变换矩阵特征形成选线向量，选线向量对应的最小元素为故障馈线。该方法有更强的抗干扰能力，不受过渡电阻、噪声、异常数据等因素的影响。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统继电保护领域，尤其涉及一种高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法。
背景技术
水电站供电的可靠性关系到用户的切身利益及用电安全。小电流接地系统发生单相接地故障时，故障信号微弱且故障特征复杂，检测难度大。某些水电站受到中性点接地方式的影响，单相接地故障的零序电流变得更小，故障特征更加难以辨识。单相接地故障约占总故障的80％左右，若不及早排除，极有可能发展成严重的相间短路故障。因此，迅速准确的选出故障馈线，有利于迅速隔离和排除故障，减少停电范围及经济损失。
现有技术以利用实时采集信息的故障选线算法主要依据故障零序电流特征展开，并利用先进的信息处理手段挖掘故障馈线和非故障馈线的幅值等差异性。传统的方法是利用故障馈线与非故障馈线稳态零序电流和暂态零序电流差异显著的特点识别故障馈线。然而，传统故障时刻确认是利用零序电压的幅值进行故障识别，该方法容易受过渡电阻和中性点接地方式的影响；直接以故障馈线的暂态零序电流波形进行分析，由于零序电流特征量小，容易受负荷电流的干扰，而影响基于零序电流差异性判别依据的故障选线方法的顺利实施。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的通过原始零序电流信号特征识别故障选线易受负荷电流噪声干扰、中性点补偿方式影响错选以及故障时刻识别准确性问题。
为此，本申请的一个目的在于提出一种高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法，包括：响应于监测到高压厂用接地系统中发生单相接地故障，获取高压厂用接地系统的母线进线端的母线PT对应的原始的零序电压瞬时信号，其中，高压厂用接地系统设置有k条馈线，k条馈线的首段均装设零序电流互感器，高压厂用接地系统的母线进线端设有三相电流互感器；对零序电压瞬时信号进行小波算法分解，根据小波模极大值提取零序电压波头，以进行故障识别并确定故障时刻；获取在故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号以及母线进线端对应的进线零序电流瞬时信号，并基于预设的k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号与进线零序电流瞬时信号的约束关系，进行母线故障与馈线故障的判别；响应于判别结果为馈线故障，获取在故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自的零序电流突变量；根据k条馈线各自的零序电流突变量之间的特征关系，确定相关系数矩阵，对相关系数矩阵进行归一化处理，构造相关系数变换矩阵，基于所述相关系数变换矩阵进行列求和并归一化形成维度为k的选线向量，将选线向量中的最小元素对应馈线作为故障馈线，其中，相关系数矩阵中的每个元素用于反应该元素所在行对应的馈线的零序电流突变量与该元素所在列对应的馈线的零序电流突变量的相关性。
根据本申请的一个实施例，对零序电压瞬时信号进行小波算法分解，根据小波模极大值提取零序电压波头，以进行故障识别并确定故障时刻，包括：对零序电压瞬时信号进行小波算法分解，获取分解后产生的4层不同尺度的子信号；对每个子信号进行奇异点检测和特征提取，从而得到相关的奇异点信号，并根据小波模极大值对各子信号进行寻优，确定零序电压波头；对奇异点信号进行多尺度分析并结合零序电压波头，进行故障识别并确定故障时刻。
根据本申请的一个实施例，在确定小波模极大值时，设A(t)是平滑函数，小波P(t)是其一阶导数，即则信号f在尺度s和位置u的小波变换公式为：
即，小波变换的模极大值|Wf(s,u)|为信号f经过A(t)平滑处理后函数的一阶导数的极大值，对应信号f的突变点。
根据本申请的一个实施例，基于预设的k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号与进线零序电流瞬时信号的约束关系，进行母线故障与馈线故障的判别，包括：
对故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号与进线零序电流瞬时信号进行离散化处理；
响应于满足
则确定高压厂用接地系统发生母线故障；
响应于满足
则确定高压厂用接地系统发生馈线故障；
上式中，k代表馈线的总条数，M代表预设数据窗口的离散点数，n代表预设数据窗口的离散的点的自变量，i00代表母线进线端对应的进线零序电流瞬时信号，代表第/>条馈线的零序电流瞬时信号，/>取值为1～k。
根据本申请的一个实施例，响应于判别结果为馈线故障，获取在故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自的零序电流突变量，零序电流突变量的计算公式为：
上式中，代表第/>条馈线在某个时刻的零序电流突变量，/>取值为1～k，/>代表第/>条馈线的零序电流瞬时信号，ts代表故障时刻，T代表的是工频的一个周波，n为正整数。
根据本申请的一个实施例，根据k条馈线各自的零序电流突变量之间的特征关系，确定相关系数矩阵，包括：
对每两条馈线各自的零序电流突变量对应的序列做相关性计算，相关性计算公式为：
上式中，ρxy代表两条馈线各自的零序电流突变量离散信号序列的相关性，x(n)代表两条馈线中其中一条馈线的零序电流突变量的离散信号序列，y(n)代表两条馈线中另一条馈线的零序电流突变量的离散信号序列，N代表每条馈线对应的零序电流突变量的个数。
基于每两条馈线各自的零序电流突变量离散信号序列的相关性，构建相关系数矩阵，相关系数矩阵表示为：
相关系数矩阵中的每个元素aij＝aji(i≠j)用于反应该元素所在的第i行对应的馈线的零序电流突变量的离散信号序列与该元素所在的第j列对应的馈线的零序电流突变量的离散信号序列的相关性；相关系数矩阵的对角元素反应的是各馈线的离散信号序列的本身相关度，对角元素的值为1。
根据本申请的一个实施例，对相关系数矩阵进行归一化处理，构造相关系数变换矩阵，包括：
对相关系数矩阵中的每个元素进行判断，将大于零的元素置为1，将小于零的元素置为0，将等于零的元素维持为0，以获得相关系数变换矩阵，将相关系数变换矩阵表示为：
相关系数变换矩阵B的元素bij是由0或1构成。
根据本申请的一个实施例，基于所述相关系数变换矩阵进行列求和并归一化形成维度为k的选线向量基于所述相关系数变换矩阵进行列求和并归一化形成维度为k的选线向量，将选线向量中的最小元素对应馈线作为故障馈线，包括：
对相关系数变换矩阵B的j列按照进行计算，形成一个维度为k选线向量P，其中，P＝[P1 P2 … Pk]，将选线向量P中的最小元素对应馈线作为故障馈线。
根据本申请的一个实施例，高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法还包括：响应于判别结果为母线故障，则直接确定高压厂用接地系统中发生单相接地故障的原因为母线故障。
本申请至少实现一下有益效果：本申请采用小波算法进行故障识别，可以提取出零序电压波头，从而确定故障时刻；同时，根据预设的约束关系，可以对母线故障和馈线故障进行判别，进一步提高了故障识别的准确性，以各馈线零序电流突变量的相关性为基础，通过构造相关系数矩阵、归一化处理和相关系数变换等方法，可以计算出维度为k的选线向量，并确定故障馈线，相比传统的手动检修方法，该方案可以实现更加精准、快速的故障定位，该方案需要使用专业的监测仪器和数据处理软件，可以实现自动化的故障检测和定位，减少人工干预和误判风险，提高了工作效率和可靠性，采用该方案可以有效地缩短故障处理周期，降低系统停运时间和维修成本，提高了电力系统的稳定性和经济效益，并且相较于相关技术，本方案具有更强的抗干扰能力，不受过渡电阻、噪声、异常数据等因素的影响，实现更为鲁棒的故障选线。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请示出的一种高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法的示例性示意图。
图2是本申请示出的一种高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法的总体流程图。
图3为本申请示出的一种高压厂用系统接地故障选线模型示意图。
图4为本申请示出的一种基于小波变换模极大值故障识别波形。
图5(a)为本申请示出的一种模拟馈线故障时，各馈线零序电流之和与进线零序电流的波形示意图。
图5(b)为本申请示出的一种模拟母线故障时，各馈线零序电流之和与进线零序电流的波形示意图。
图6为本申请示出的一种馈线L3模拟单相接地故障时，各馈线零序电流波形示意图。
图7为本申请示出的一种馈线L3模拟单相接地故障时，各馈线零序电流突变量波形示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
图1是本申请示出的一种高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法的示例性示意图，如图1所示，该高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法，包括以下步骤：
S101，响应于监测到高压厂用接地系统中发生单相接地故障，获取高压厂用接地系统的母线进线端的母线PT对应的原始的零序电压瞬时信号，其中，高压厂用接地系统设置有k条馈线，k条馈线的首段均装设零序电流互感器，高压厂用接地系统的母线进线端设有三相电流互感器。
S102，对零序电压瞬时信号进行小波算法分解，根据小波模极大值提取零序电压波头，以进行故障识别并确定故障时刻。
当高压厂用接地系统发生单相接地时，故障产生的暂态信号中带有不规则的突变信号，也就是通常所说的奇异点信号，该奇异点信号包含丰富暂态信息，其中之一的就是故障识别信息，本申请中，对零序电压瞬时信号u0进行小波算法分解，获取分解后产生的4层不同尺度的子信号；对每个子信号进行奇异点检测和特征提取，从而得到相关的奇异点信号，并根据小波模极大值对各子信号进行寻优，确定零序电压波头；对奇异点信号进行多尺度分析以放大故障信号的局部特性，并结合零序电压波头，进行故障识别并确定故障时刻。
其中，在确定小波模极大值时，设A(t)是平滑函数，小波P(t)是其一阶导数，即则信号f在尺度s和位置u的小波变换公式为：
即，小波变换的模极大值|Wf(s,u)|为信号f经过A(t)平滑处理后函数的一阶导数的极大值，对应信号f的突变点。
S103，获取在故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号以及母线进线端对应的进线零序电流瞬时信号，并基于预设的k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号与进线零序电流瞬时信号的约束关系，进行母线故障与馈线故障的判别。
对故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号与进线零序电流瞬时信号进行离散化处理。
响应于满足下式：
则确定高压厂用接地系统发生母线故障；
响应于满足下式：
则确定高压厂用接地系统发生馈线故障；
上式中，k代表馈线的总条数，M代表预设数据窗口的离散点数，n代表预设数据窗口的离散的点的自变量，i00代表母线进线端对应的进线零序电流瞬时信号，代表第/>条馈线的零序电流瞬时信号，/>取值为1～k。
S104，响应于判别结果为馈线故障，获取在故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自的零序电流突变量。
若是馈线故障，为了进一步识别出故障馈线，先进行各馈线零序电流突变量的获取，方法为固定周期内，故障后零序电流减去故障发生前零序电流获取零序突变量，其中，零序电流突变量的计算公式为：
上式中，代表第/>条馈线在某个时刻的零序电流突变量，/>取值为1～k，/>代表第/>条馈线的零序电流瞬时信号，ts代表故障时刻，T代表的是工频的一个周波，n为正整数。
S105，根据k条馈线各自的零序电流突变量之间的特征关系，确定相关系数矩阵，对相关系数矩阵进行归一化处理，构造相关系数变换矩阵，基于所述相关系数变换矩阵进行列求和并归一化形成维度为k的选线向量，将选线向量中的最小元素对应馈线作为故障馈线，其中，相关系数矩阵中的每个元素用于反应该元素所在行对应的馈线的零序电流突变量与该元素所在列对应的馈线的零序电流突变量的相关性。
由于故障馈线与非故障馈线的零序电流突变量波形差异较大，非故障馈线之间的零序电流突变量波形近似，为了使相关运算的结果能真正反映两个信号之间的相关性，消除信号幅值对它的影响，基于此特征，根据k条馈线各自的零序电流突变量之间的特征关系，引入相关系数法，对每两条馈线各自的零序电流突变量对应的离散信号序列做相关性计算，相关性的通用计算公式为：
上式中，ρxy代表两条馈线各自的零序电流突变量离散信号序列的相关性，x(n)代表两条馈线中其中一条馈线的零序电流突变量的离散信号序列，y(n)代表两条馈线中另一条馈线的零序电流突变量的离散信号序列，N代表每条馈线对应的零序电流突变量的个数。
其中，相关系数ρ的值介于-1到1之间，当两个特征序列X、Y的变化趋势相同时，则ρ>0，其中ρ＝1表示X和Y为完全正相关，当两个特征序列X、Y的变化趋势相反时，ρ<0，其中ρ＝-1表示X和Y为完全负相关；当X和Y的变化规律差异较大时，ρ趋近于0，其中ρ＝0表示X和Y没有相关关系。相关系数通过对原始数据排序的方法度量两个数据集之间的相似性关系，以突变量数据大大降低了负荷电流以及异常数据的干扰。
基于每两条馈线各自的零序电流突变量离散信号序列的相关性，构建相关系数矩阵，相关系数矩阵A表示为：
相关系数矩阵中的每个元素aij＝aji(i≠j)用于反应该元素所在的第i行对应的馈线的零序电流突变量的离散信号序列与该元素所在的第j列对应的馈线的零序电流突变量的离散信号序列的相关性；相关系数矩阵的对角元素反应的是各馈线的离散信号序列本身相关度，对角元素的值为1，根据矩阵的对称性，存在aij＝aji(i≠j)。
由于矩阵A中的元素有正有负，考虑到数据处理的抗干扰性，对相关系数矩阵进行归一化处理，即，对相关系数矩阵中的每个元素进行判断，将大于零的元素置为1，将小于零的元素置为0，将等于零的元素维持为0，以获得相关系数变换矩阵，将相关系数变换矩阵表示为：
相关系数变换矩阵B的元素bij是由0或1构成。
对相关系数变换矩阵B的j列按照进行计算，形成一个维度为k选线向量P，其中，P＝[P1 P2 … Pk]，将选线向量P中的最小元素对应馈线作为故障馈线。
进一步的，响应于判别结果为母线故障，则直接确定高压厂用接地系统中发生单相接地故障的原因为母线故障。
本申请采用小波算法进行故障识别，可以提取出零序电压波头，从而确定故障时刻；同时，根据预设的约束关系，可以对母线故障和馈线故障进行判别，进一步提高了故障识别的准确性，以各馈线零序电流突变量的相关性为基础，通过构造相关系数矩阵、归一化处理和相关系数变换等方法，可以计算出维度为k的选线向量，并确定故障馈线，相比传统的手动检修方法，该方案可以实现更加精准、快速的故障定位，该方案需要使用专业的监测仪器和数据处理软件，可以实现自动化的故障检测和定位，减少人工干预和误判风险，提高了工作效率和可靠性，采用该方案可以有效地缩短故障处理周期，降低系统停运时间和维修成本，提高了电力系统的稳定性和经济效益，并且相较于相关技术，本方案具有更强的抗干扰能力，不受过渡电阻、噪声、异常数据等因素的影响，实现更为鲁棒的故障选线。
图2是本申请示出的一种高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法的总体流程图，如图2所示，若监测到高压厂用接地系统中发生单相接地故障，获取所述高压厂用接地系统的母线进线端的母线PT对应的原始的零序电压瞬时信号，其中，所述高压厂用接地系统设置有k条馈线，所述k条馈线的首段均装设零序电流互感器，所述高压厂用接地系统的母线进线端设有三相电流互感器。
对所述零序电压瞬时信号进行小波算法分解，根据小波模极大值提取零序电压波头，若存在零序电压波头，进行故障识别并确定故障时刻。
获取在故障时刻所在的预设数据窗口内所述k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号以及所述母线进线端对应的进线零序电流瞬时信号，并基于预设的k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号与进线零序电流瞬时信号的约束关系，进行母线故障与馈线故障的判别。
响应于判别结果为馈线故障，获取在故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自的零序电流突变量。
根据k条馈线各自的零序电流突变量之间的特征关系，确定相关系数矩阵，对所述相关系数矩阵进行归一化处理，构造相关系数变换矩阵，基于所述相关系数变换矩阵进行列求和并归一化形成维度为k的选线向量，将选线向量中的最小元素对应馈线作为故障馈线，其他馈线作为非故障馈线。其中，所述相关系数矩阵中的每个元素用于反应该元素所在行对应的馈线的零序电流突变量与该元素所在列对应的馈线的零序电流突变量的相关性。
响应于判别结果为母线故障，则直接确定高压厂用接地系统中发生单相接地故障的原因为母线故障。
下面介绍基本本方案进行的仿真实验及相关数据，图3为本申请示出的一种高压厂用系统接地故障选线模型示意图，如图3所示，利用MATLAB/Simulink搭建10kV高压厂用接地系统，该10kV高压厂用接地系统含有4条馈线L1、L2、L3、L4，变压器的参数为：额定容量为4.5MV·A；空载损耗为7.5kW；短路损耗为32kW，馈线首段零序电流互感器为TAk(k＝1、2、3、4)，进线三相电流电流互感器为TA0，仿真时长0.2s，故障时刻0.04s，每个周波采样频率200/0.02s。
仿真实验时，基于馈线L3模拟单相接地故障，图4为本申请示出的一种基于小波变换模极大值故障识别波形，如图4所示，由于模拟故障时刻是0.04s，对应的采样点就是N＝400，由图4所示对应的N＝395，可知最大误差仅为1.25。不同接地电阻零序电压模极大值如表1所示。
表1基于小波变换模极大值算法故障识别结果
图5(a)为本申请示出的一种模拟馈线故障时，各馈线零序电流之和与进线零序电流的波形示意图，如图5(a)所示，各馈线零序电流之和与进线零序电流相同。
图5(b)为本申请示出的一种模拟母线故障时，各馈线零序电流之和与进线零序电流的波形示意图，如图5(b)所示，各馈线零序电流之和与进线零序电流差异较大。
其中，母线故障与馈线故障仿真数据如表2所示。
表2母线故障与馈线故障识别结果
图6为本申请示出的一种馈线L3模拟单相接地故障时，各馈线零序电流波形示意图，图7为本申请示出的一种馈线L3模拟单相接地故障时，各馈线零序电流突变量波形示意图，如图7所示，非故障馈线之间零序电流突变量较为相似，故障馈线与非故障馈线零序电流突变量波形差异程度较大。
在馈线L3模拟单相接地故障过程中，根据零序电流突变量计算的相关系数矩阵如下所示。
形成相关系数变换矩阵B如下所示
由相关系数矩阵A可以看出，故障馈线与非故障馈线之间的相关系数呈现负相关，非故障馈线之间相关系数呈现正相关，根据变化矩阵B可以形成选线向量P：
P＝[0.75 0.75 0.25 0.75]
选线向量P中馈线L3对应的数值最小，也即，与馈线L3模拟单相接地故障相对应。
相同工况下，模拟不同馈线单相接地故障，不同接地电阻故障结果如表3所示。
表3馈线单相接地故障识别结果
本申请通过不同接地电阻、接地位置验证了一种水电站的高压厂用系统单相接地故障选线方法的适用性。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法，其特征在于，包括：
响应于监测到高压厂用接地系统中发生单相接地故障，获取所述高压厂用接地系统的母线进线端的母线PT对应的原始的零序电压瞬时信号，其中，所述高压厂用接地系统设置有k条馈线，所述k条馈线的首段均装设零序电流互感器，所述高压厂用接地系统的母线进线端设有三相电流互感器；
对所述零序电压瞬时信号进行小波算法分解，根据小波模极大值提取零序电压波头，以进行故障识别并确定故障时刻；
获取在故障时刻所在的预设数据窗口内所述k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号以及所述母线进线端对应的进线零序电流瞬时信号，并基于预设的k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号与进线零序电流瞬时信号的约束关系，进行母线故障与馈线故障的判别；
响应于判别结果为馈线故障，获取在故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自的零序电流突变量；
根据k条馈线各自的零序电流突变量之间的特征关系，确定相关系数矩阵，对所述相关系数矩阵进行归一化处理，构造相关系数变换矩阵，基于所述相关系数变换矩阵进行列求和并归一化形成维度为k的选线向量，将选线向量中的最小元素对应馈线作为故障馈线，其中，所述相关系数矩阵中的每个元素用于反应该元素所在行对应的馈线的零序电流突变量与该元素所在列对应的馈线的零序电流突变量的相关性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述零序电压瞬时信号进行小波算法分解，根据小波模极大值提取零序电压波头，以进行故障识别并确定故障时刻，包括：
对所述零序电压瞬时信号进行小波算法分解，获取分解后产生的4层不同尺度的子信号；
对每个所述子信号进行奇异点检测和特征提取，从而得到相关的奇异点信号，并根据小波模极大值对各子信号进行寻优，确定零序电压波头；
对所述奇异点信号进行多尺度分析并结合所述零序电压波头，进行故障识别并确定故障时刻。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定小波模极大值时，设A(t)是平滑函数，小波P(t)是其一阶导数，即则信号f在尺度s和位置u的小波变换公式为：
即，小波变换的模极大值|Wf(s,u)|为信号f经过A(t)平滑处理后函数的一阶导数的极大值，对应信号f的突变点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于预设的k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号与进线零序电流瞬时信号的约束关系，进行母线故障与馈线故障的判别，包括：
对故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自对应的零序电流瞬时信号与进线零序电流瞬时信号进行离散化处理；
响应于满足则确定高压厂用接地系统发生母线故障；
响应于满足则确定高压厂用接地系统发生馈线故障；
上式中，k代表馈线的总条数，M代表预设数据窗口的离散点数，n代表预设数据窗口的离散的点的自变量，i00代表母线进线端对应的进线零序电流瞬时信号，代表第/>条馈线的零序电流瞬时信号，/>取值为1～k。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述响应于判别结果为馈线故障，获取在故障时刻所在的预设数据窗口内k条馈线各自的零序电流突变量，所述零序电流突变量的计算公式为：
上式中，代表第/>条馈线的零序电流突变量，/>取值为1～k，/>代表第/>条馈线的零序电流瞬时信号，ts代表故障时刻，T代表的是工频的一个周波，n为正整数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据k条馈线各自的零序电流突变量之间的特征关系，确定相关系数矩阵，包括：
对每两条馈线各自的零序电流突变量对应的离散信号序列做相关性计算，相关性的通用计算公式为：
上式中，ρxy代表两条馈线各自的零序电流突变量离散信号序列的相关性，x(n)代表两条馈线中其中一条馈线的零序电流突变量的离散信号序列，y(n)代表两条馈线中另一条馈线的零序电流突变量的离散信号序列，N代表每条馈线对应的零序电流突变量的个数；
基于每两条馈线各自的零序电流突变量离散信号序列的相关性，构建相关系数矩阵，相关系数矩阵表示为：
所述相关系数矩阵A中的每个元素aij＝aji(i≠j)用于反应该元素所在的第i行对应的馈线的零序电流突变量的离散信号序列与该元素所在的第j列对应的馈线的零序电流突变量的离散信号序列的相关性；所述相关系数矩阵的对角元素反应的是各馈线的离散信号序列的本身相关度，对角元素的值为1。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述相关系数矩阵进行归一化处理，构造相关系数变换矩阵，包括：
对所述相关系数矩阵中的每个元素进行判断，将大于零的元素置为1，将小于零的元素置为0，将等于零的元素维持为0，以获得所述相关系数变换矩阵，将所述相关系数变换矩阵表示为：
所述相关系数变换矩阵B的元素bij是由0或1构成。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述相关系数变换矩阵进行列求和并归一化形成维度为k的选线向量，将选线向量中的最小元素对应馈线作为故障馈线，包括：
对相关系数变换矩阵B的j列按照进行计算，形成一个维度为k选线向量P，其中，P＝[P1 P2 … Pk]，将选线向量P中的最小元素对应馈线作为故障馈线。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于判别结果为母线故障，则直接确定高压厂用接地系统中发生单相接地故障的原因为母线故障。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202311006423.XA CN117110780A (zh) | 2023-08-10 | 2023-08-10 | 高压厂用接地系统的单相接地故障馈线的确定方法 |
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| CN117110780A true CN117110780A (zh) | 2023-11-24 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
2023
- 2023-08-10 CN CN202311006423.XA patent/CN117110780A/zh active Pending
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