[发明专利]一种适用于小电阻接地系统的高阻接地保护方法

摘要

本发明公开了适用于小电阻接地系统的高阻接地保护方法，首先采集小电阻接地系统的样本零序电流，提取样本零序电流的样本电流特征，对样本电流特征进行聚类分析，获得故障簇聚类中心O1和非故障簇聚类中心O2，将样本电流特征分为故障簇和非故障簇两类，从而建立高阻接地故障识别样本。当继电保护装置检测到小电阻接地系统中线路的零序电流可能存在高阻接地故障特征时，采集每条线路的实时零序电流，提取实时零序电流的实时电流特征，判断是否存在实时电流特征属于故障簇，若属于故障簇，则判定对应线路存在高阻接地故障，断路器跳闸切除故障线路，从而在一定程度上避免在线路发生高阻接地故障时保护装置拒动的情况。

主权项

1.一种适用于小电阻接地系统的高阻接地保护方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：设定在高阻接地故障发生后的一个工频周期为故障周期；采集在故障周期中的n个样本零序电流，n＞1，所述的样本零序电流包括在故障周期中，小电阻接地系统中每条非故障线路的正常零序电流和故障线路的故障零序电流；步骤二：提取样本零序电流的样本电流特征；具体包括以下步骤：步骤2.1：设定向量Q_i为第i个样本零序电流的样本电流特征，1≤i≤n；Q_i＝(Z_i',D_1i',D_2i')；步骤2.2：计算每个样本零序电流对应的零序电流比值；计算每个样本零序电流在故障周期的有效值，将最小的有效值作为基准值；样本零序电流对应的零序电流比值为该样本零序电流的有效值与基准值之比；设定第i个样本零序电流的零序电流比值为Z_i，1≤i≤n；根据盒计维数算法，获取每个样本零序电流在故障周期的零序电流的盒维数，所述的盒维数为第一分形维数；设定第i个样本零序电流的第一分形维数为D_1i；根据结构函数算法，获取每个样本零序电流在故障周期的零序电流分形维数,所述的分形维数的第二分形维数D_2i；设定第i样本零序电流的第二分形维数为D_2i；步骤2.2：建立第一样本高阻接地故障矩阵T：步骤2.3：利用Z‑score归一化处理方法，对第一样本高阻接地故障矩阵T进行数据预处理，得到第二样本接地故障矩阵T'；步骤2.4：根据得到第二样本接地故障矩阵T'，获取第i个样本零序电流的样本电流特征Q_i；步骤三：建立高阻接地故障识别样本：利用样本零序电流的样本电流特征，采用K‑means聚类分析算法对样本零序电流进行聚类分析，获得故障簇聚类中心O1和非故障簇聚类中心O2，从而建立高阻接地故障识别样本；步骤四：利用所述的高阻接地故障识别样本，判断小电阻接地系统中的线路是否存在高阻接地故障；步骤4.1：设定小电阻接地系统中线路发生高阻接地故障时零序电流的检测阈值I_set；步骤4.2：继电保护装置监测小电阻接地系统中每条线路的零序电流，当检测到存在一条线路的零序电流大于I_set时，采集一个工频周期中的每条线路的实时零序电流；步骤4.3：提取实时零序电流的的实时电流特征：计算每个实时零序电流对应的零序电流比值，获取每个实时零序电流的第一分形维数，获取每个实时零序电流的第二分形维数；设定第q个样本零序电流的零序电流比值为Z^s_q，1≤q≤m，m为实时零序电流的个数；第q个样本零序电流的第一分形维数D^s_1q；第q个样本零序电流的第二分形维数D^s_2q；步骤4.4：建立第一实时接地故障矩阵H,步骤4.5：得到第二实时接地故障矩阵H',设定向量Q^s_q为第q个实时零序电流的实时电流特征，Q^s_q＝(Z^S_q',D^S_1q',D^S_2q')；步骤4.6：利用线路的实时电流特征与高阻接地故障识别样本，判断线路的实时零序电流是否存在高阻接地故障特征，从而判断线路是否存在高阻接地故障；若实时电流特征Q^s_q到故障簇聚类中心O1的距离小于到非故障簇聚类中心O2的距离，则判断第q个实时零序电流存在高阻接地故障特征，第q条线路是存在高阻接地故障，继电保护装置向第q条线路的断路器发出动作信号，断路器跳闸切除故障线路。