[发明专利]一种基于相空间重构与电导特征的单相接地故障辨识方法

权利要求书

1.一种基于相空间重构与电导特征的单相接地故障辨识方法，其特征在于：包括对单相接地故障进行含电弧故障类和不含电弧故障类的分类识别以及接地类型的分类识别，

利用相空间重构理论，对故障稳态期间连续多个周期的零序电流进行相轨迹重构，通过计算所述相轨迹对应的二值矩阵的信息维数以及对应的吸引子面积进行含电弧故障类和不含电弧故障类的分类识别，再通过计算故障稳态期间的平均电阻进而得到对应接地介质的电导率进行接地类型的分类识别，从而完成单相接地故障的辨识。

2.根据权利要求1所述的基于相空间重构与电导特征的单相接地故障辨识方法，其特征在于：对故障稳态期间连续多个周期零序电流的时间序列进行二维相序列重构，将其转换为相轨迹平面图，再对所述相轨迹平面图上的相轨迹所包含的正方形区域进行均匀网格划分，以每个网格是否包含相轨迹点建立二值矩阵E，最后，将所述二值矩阵E的信息维数以及相轨迹的吸引子面积与对应的阈值做比较，完成含电弧故障类和不含电弧故障类的分类识别。

3.根据权利要求2所述的基于相空间重构与电导特征的单相接地故障辨识方法，其特征在于进行含电弧故障类和不含电弧故障类分类识别的方法包括以下步骤：

步骤一、采集故障点的上游或者下游的三相瞬时电压、电流数据，每个周期采集N个点，分别标记为(u₁,u₂...u_N)，(i₁,i₂...i_N)，计算故障稳态期间连续M个周期零序电流的时间序列，标记为(I₁,I₂...I_MN)；

步骤二、利用如下方程式，对连续M个周期零序电流的时间序列中的各个值进行归一化处理；

其中，x＝1.2...MN

步骤三、对归一化处理后的连续多个周期零序电流的时间序列，进行二维相序列重构

其中，N_m＝MN-(m-1)τ，m表示嵌入维数，τ是延迟的采集时刻点数，I为N_m个m维的点构成零序电流的相序列；

步骤四、利用如下方程式，计算所述二值矩阵的信息维数D以及相轨迹的吸引子面积P，并将其与对应的阈值做比较，进行含电弧故障类和不含电弧故障类的分类识别

其中，p_t表示相轨迹上的点出现在第t个网格的概率，r表示网格的尺寸，表二值矩阵E内的元素，S表示相轨迹所围成的区域，分别表示二值矩阵E的行数和列数，值为1当且仅当为区域S内的元素，否则为0。

4.根据权利要求3所述的基于相空间重构与电导特征的单相接地故障辨识方法，其特征在于：所述相轨迹平面图上的相轨迹所包含的正方形区域设置为坐标范围{X:[-1,1],Y:[-1,1]}的正方形区域，对应所述信息维数D的阈值范围设置为0.4～0.5，对应所述吸引子面积P的阈值范围设置为0.5～0.6。

5.根据权利要求3所述的基于相空间重构与电导特征的单相接地故障辨识方法，其特征在于：利用如下方程式，计算接地介质的电导率，根据不同接地介质的电导率范围，进行接地类型的分类识别

其中，h表示短路试验中导体在接地介质中掩埋深度，l表示接地导线半径，L表示扩散距离，设置为2h或4h-l，表示平均电阻，Num表示故障稳态期间一个周期内的采样点数量，u(t)、i(t)分别表示故障稳态期间在t采样时刻采集的故障相的瞬时电压和电流。