[发明专利]一种基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法

说明书

一种基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法，它包括以下步骤：步骤1：分解提取零序电流信号的高频衰减振荡分量，并获得其时域内的能量；步骤2：通过每条线路和所有线路的高频能量比率来执行选线；步骤3：在不同的故障条件下进行仿真实验；为避免模态混叠和端点效应，降低对噪音的敏感，并解决现有技术不能精确区分零序电流频段的技术问题，提出一种基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法。

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法。

背景技术

现有技术中配电网大多采用中性点不直接接地，这种接地方式有助于提高供电可靠性，在发生单相接地故障后，小电流接地系统依然能够继续运行1-2个小时，但对系统设备的绝缘水平要求高；如果长时间无法定位故障线路并排除故障，很可能发展成为严重的供电事故。

目前存在的故障选线方法基本都是从零序电流信号的稳态分量和暂态分量出发，基于稳态分量的方法有零序电流比幅比相法、零序功率方向法、五次谐波法、负序电流法、零序导纳法等；因为稳态分量幅值很小，这类方法的实际效果并不理想。

而基于暂态分量的方法随之大量出现，零序电流能量法采用数字滤波器简单过滤一些干扰信号，然后比较信号能量大小；首半波法设计了一种新型开关控制器以获得波形数据；基于小波变换的选线方法改进了测距算法，能够比较有效的执行故障定位。

张翠玲等人采用EMD对故障电流信号分解，取一阶本征模态函数的能量和电流的最大值构建选线信心度。虽然EMD自适应性于信号的分解，但很容易引起模态混叠；且每条馈线的最大能量具有不同的发生时刻，存在不确定性和偶然性。李天云等人同样采用了EMD分解法，计算所有本征模态分量的信息熵进行选线，忽略了健全线路在电压初相角90°时没有直流分量的问题。该方法不适用所有的故障条件，不具备一般性。张淑清等人经过加入白噪声后的EEMD分解，通过空间重构计算关联维数进行选线，虽然尽可能克服了EMD的弊端，但是还会出现高低频段重叠现象，且计算复杂。王磊等人采用零模电流的低频波形和故障特征能量进行选线，低频波段的即为自由衰减振荡的波段，故障线路和非故障线路的频率基本吻合，其技术存在巨大偶然性，并且不能适应不同过度电阻和不同短路距离的复杂故障情况。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术在小电流接地系统发生单相接地故障时不能精确区分零序电流频段的技术问题。

为解决上述技术问题，现提出如下技术方案：

一种基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法，它包括以下步骤：

步骤1：分解提取零序电流信号的高频衰减振荡分量，并获得其时域内的能量；

步骤2：通过每条线路和所有线路的高频能量比率来执行选线；

步骤3：在不同的故障条件下进行仿真实验；

在步骤1中，在分解提取零序电流信号的高频衰减振荡分量时，需要构建暂态等值电路，在该暂态等值电路中，故障电流I_d是由暂态电容电流I_C和暂态电感电流I_L组成：

I_d＝I_C+I_L (1)

暂态等值电路右回路列KVL方程：

使用拉普拉斯变换求解方程(2)的暂态电容电流：

暂态等值电路左回路列KVL方程：

同理解式(4)得暂态电感电流：