[发明专利]基于暂态高频分量相关性分析的单相接地故障选线方法

摘要

一种基于暂态高频分量相关性分析的单相接地故障选线方法是根据母线零模电压瞬时值大小判断是否发生单相接地故障，对各馈线故障后两个工频周期的零模电流用db10小波进行5层小波包分解，去除最低频段后将各节点小波包分解系数重构求和得故障暂态高频电容电流分量，求取各馈线两两之间的相关系数矩阵M；设Si为第i条馈线故障暂态高频电容电流分量的相关性累加系数，当ρij＞ρset时，Si值加1，否则Si值减1，可得相关性累加系数矩阵S；若Si＞0恒成立，则母线发生故障；若仅有一条馈线的Si＜0，则该线路为故障线路；若Si＜0恒成立，则将高频段小波包能量总和最大的线路判定为故障线路。本发明经RTDS仿真实验验证，具有很好的精确性、适应性等。

主权项

1.一种基于暂态高频分量相关性分析的单相接地故障选线方法，所述选线方法是按下列具体步骤进行的：（1）当母线零模电压瞬时值u0(t) ＞整定值时，单相接地故障选线算法启动，以8kHz的采样频率记录各馈线故障发生后两个工频周期的零模电流i(t)；（2）利用db10小波对各馈线故障发生后两个工频周期的零模电流i(t)进行5层小波包分解，得到各节点的小波包分解系数；（3）去掉包含稳态工频量和暂态感性分量的最低频段，对各节点小波包分解系数重构求和，得各馈线故障暂态高频电容电流分量，各馈线故障暂态高频电容电流分量两两之间的相关系数记为ρij，ρij可表示为：上式中x_i（n）、y_j（n）为第i条馈线和第j条馈线的重构故障暂态高频电容电流信号；n为采样序列，n=1表示故障发生时刻；N为各馈线故障暂态高频电容电流分量数据长度；ρ_ij（i≠j）为互相关系数，取值范围为[‑1,1]；ρ₁₁、ρ₂₂、、ρ_pp为自相关系数，其值均为1；利用相关性分析可得各馈线故障暂态高频电容电流分量两两之间的相关系数矩阵M，如下所示：（4）设S_i为第i条馈线故障暂态高频电容电流分量的相关性累加系数，初值设为0，根据相关性强弱系数表，实际使用中考虑充足的选线裕度，设相关性阈值ρ_set=0.5，当ρ_ij＞ρ_set时，S_i值加1；当ρ_ij＜ρ_set时，S_i值减1，i为馈线编号，i=1,2,3, …，p；根据求出的S_i构成相关性累加系数矩阵；（5）对分解出的各节点小波包分解系数按照下式求取各子频带所对应的能量：去除包含稳态工频量和暂态感性分量的最低频带后，按照下式求取各频带的能量总和：上述两式中E_qk为零模电流小波包分解到第[q,k]子频带的能量；为分解到[q,k]子频带的小波包分解系数，每个子频带共有m个（m=N/2^q），q为分解的层数，k为小波包分解的第k个节点；E为剔除包含工频量和暂态感性分量的最低频带后各子频带的小波包能量总和;（6）若Si＞0恒成立，则判定为母线发生单相接地故障；若仅有一条馈线的相关性累加系数满足Si＜0，则判定该条线路为单相接地故障线路；若Si＜0恒成立，表明母线出线数l=2，相关性分析选线判据失效，利用去掉最低频段后的高频段小波包能量总和进行判断，高频段小波包能量总和最大的线路判定为单相接地故障线路。