[发明专利]一种中性点不接地系统的铁磁谐振故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气领域，尤其是涉及一种中性点不接地系统的铁磁谐振故障检测方法。

背景技术

电力系统的工作可靠性和过电压大小密切相关，在电力系统各种事故中，由于过电压引起的绝缘事故占主导地位，而铁磁谐振过电压频繁发生在中性点不接地系统中，严重威胁着配电网的安全稳定运行。在某些情况下，铁磁谐振与单相瞬时接地故障的电压信号特征相似，对铁磁谐振信号进行分析，并对电力系统铁磁谐振故障进行检测，有利于实现铁磁谐振过电压的在线检测，并防止故障误判。目前，铁磁谐振信号的分析方法主要是傅里叶变换和小波变换。但是，傅里叶变换无法同时表现信号的频域特征和时域特征，不适用于分析非平稳信号的时频局部化特性，小波变换虽然解决了这个问题，但是小波分析频率分辨率有限，无法辨识相近的频率成分，可能检测不出铁磁谐振的谐振频率。原子分解法采用稀疏分解代替传统信号分析方法的基展开法，采用与信号特征相似的时频原子来代替基函数，将信号在高度冗余的非正交基集合中进行分解。因此，有必要引入原子分解法分析铁磁谐振信号。

目前的铁磁谐振检测方法主要采用小波分析、零序信号阈值法和信号注入法，存在无法辨识的情况容易误判。研究原子分解法作为铁磁谐振信号的分析工具进行铁磁谐振检测的方法十分必要。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种中性点不接地系统的铁磁谐振故障检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，记录下发生故障期间母线的三相电压和零序电压U₀；

步骤2，对步骤1中记录下的三相电压中的A相电压和零序电压进行原子分解法分析；

步骤2.1，用原子分解法对A相电压信号进行参数辨识，得到A相电压在时间段TA之间的若干个最佳匹配原子，其中，TA为故障前TA1秒到故障发生后TA2秒，其中，TA1∈[0.1,0.3],TA2∈[1.6,1.9]；然后提取每个最佳匹配原子的特征参数，包括适应度值G，满足0.1≤G≤1的最佳匹配原子的频率分量f_Am，其中m=1,2,3…n，n为A相电压在TA间满足0.1≤G≤1的最佳匹配原子的频率分量的个数；

步骤2.2，对故障后的零序电压U₀分别在三个时间段T1、T2、T3进行原子分解法分析，其中T1为故障发生T11秒后的8到10个周波，T2为故障发生T21秒后的8到10个周波，T3为故障发生T31秒后的8到10个周波，其中，所述1个周波为0.02s，T11∈[0.02,0.04]，T21∈[0.6,0.9]，T31∈[1.6,1.9]；然后提取每个最佳匹配原子的特征参数，包括适应度值G，衰减系数D，零序电压U₀在T1间持续存在的满足0.1≤G≤1的最佳匹配原子的频率分量f_1p，在T2间持续存在的满足0.1≤G≤1的最佳匹配原子的频率分量f_2q，在T3间持续存在的满足0.1≤G≤1的最佳匹配原子的频率分量f_3k；其中，p=1,2,3…n1，n1为U₀在T1间持续存在的满足0.1≤G≤1的最佳匹配原子的频率分量的个数；q=1,2,3…n2，n2为U₀在T2间持续存在的满足0.1≤G≤1的最佳匹配原子的频率分量的个数；k=1,2,3…n3，n3为U₀在T3间持续存在的满足0.1≤G≤1的最佳匹配原子的频率分量的个数；

步骤3，对原子分解法分析得到的上述频率和衰减系数的特征参量进行判断，检测故障类型；

步骤3.1，对任意的f_Am、f_1p、f_2q、f_3k均满足f_Am∈[0,300]，f_1p∈[0,300]，f_2q∈[0,300]，f_3k∈[0,300]，且q≤3，k≤3，则有可能发生了铁磁谐振，此时进入第,3.2步的判断，若不满足上述要求则系统未发生铁磁谐振；

步骤3.2，若存在f_1p满足f_1p≠50，则发生铁磁谐振，此时进入第3.3步，否则进入第3.5步；