[发明专利]一种配电网单相接地故障单端区段定位方法

摘要

本发明公开了一种配电网单相接地故障单端区段定位方法，首先，在变电所采集10kv出线上的三相故障电流行波；其次，做相模变换，得到线模和零模行波；然后，对线模行波进行HHT变换，标定线模行波初始波头和前若干个反射波头到达时刻；最后，采用本发明提出的基于配网拓扑的定位方法，进行故障区段定位；本发明方法可以仅用单端三相电流行波信息，实现配电网单相接地故障的区段定位。

主权项

1.一种配电网单相接地故障单端区段定位方法，其特征在于：提高基于行波的单相接地故障定位技术的工程实用性，具体包括以下步骤：步骤1：当配电网10kv线路上发生单相接地故障时，在变电所中电流互感器二次侧测量三相故障电流行波，记为I_a,I_b,I_c；步骤2：相模变换，得到线模电流行波：采用凯伦贝尔公式实现相模变换，公式如下：其中I₀表示零模电流行波，在三相线路和大地之间传播，I₁表示一模电流行波，I₂表示二模电流行波，一模和二模电流行波均称为线模电流行波，二者计算方法不同，但具有相同的物理意义，均表示在线路相与相之间传播的行波；取一模电流行波用于故障区段定位；步骤3：对一模电流行波进行HHT变换，标定线模电流行波初始波头和前若干个反射波头到达时刻：单相接地故障发生时，相当于在接地点产生一个脉冲行波信号源，产生高频行波向线路两端传播；行波初始波头直接从故障点传播到测量点，路经最短，最先到达测量点；行波经过分支点、线路末端和故障点时，会发生折反射，一些反射波头经过一定的路径，也会传播到测量点；高频行波初始波头和反射波头到达测量点时，测量点测得的行波波形会发生瞬时的高频震荡；根据这种对应关系，通过检测测量点行波波形中高频震荡发生的时刻，则得到行波初始波头和反射波头到达测量点的时刻；HHT变换由经验模态分解和Hilbert变换两部分组成；用HHT变换检测行波初始波头和反射波头到达测量点时刻的步骤是：首先对线模电流行波信号进行经验模态分解分解，得到一系列固有模态分量imf1,imf2……；然后对imf1分量进行Hilbert变换，求出瞬时频率随时间的变化关系，前几个瞬时频率极大值出现的时刻依次对应行波初始波头和不同长短路径的反射波头到达测量点的时刻；步骤4：采用基于配网拓扑的定位方法，进行故障区段定位：基于配网拓扑的定位方法原理：接地点单相接地故障发生后，会产生故障电流行波向线路两端传播，行波初始波头直接由故障点传播到测量点，用时最短，反射波头相比于初始波头，多传播了一些分支的长度，到达时刻晚；用各个反射波头到达时刻减去初始波头到达时刻，再乘以行波波速，就能得到反射波头相对于初始波头多传播的路径的长度，即发生反射的分支的长度；当故障发生在不同的区段上时，行波从故障点传播到测量点途中发生反射的分支路径是不同的，根据这个特征，就能进行单相接地故障的区段定位；基于配网拓扑的定位方法步骤：①将步骤3中各反射波头到达时间与初始波头到达时间差乘以行波波速，得到一系列路径差；②将配网按分支点划分为各个区段，计算故障发生在每个区段的可信度；具体做法为：对于指定区段，判断①中各路径差能否表示成指定区段到测量点之间的分支长度和的形式，用分支长度和表示的路径差占所有路径差的比重记为故障发生在该区段的可信度；③可信度最高的区段为故障区段。