[发明专利]基于故障信号暂态相关分析的小电流接地故障选线方法

权利要求书

1.一种基于故障信号暂态相关分析的小电流接地故障选线方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤1：以采样频率8000Hz对配电网母线的零序电压进行实时采样，若零序电压的连续三个采样值u₀(n)、u₀(n+1)、u₀(n+2)均大于0.15倍母线额定电压，则判定该母线或该母线上有馈线发生了单相接地故障；否则，判定配电网处于正常运行状态，继续采样和监视零序电压采样值；

步骤2：若判定配电网发生了单相接地故障，则以采样频率8000Hz采样并记录故障发生后一个工频周期（20毫秒）内母线三相电压和母线上所有馈线的三相电流及零序电流，分别得到相应的采样值序列u_A(n)、u_B(n)、u_C(n)、i_A.k(n)、i_B.k(n)、i_C.k（n）、i_0.k（n），n=1,2,3,…,N，k=1,2,3,…M；n为采样点序号，N=160为一个工频周期内的采样点数，k为各馈线序号，M为母线上馈线的条数；

步骤3：按以下公式计算故障后母线三相电压的有效值U_A、U_B、U_C：

UA=1NΣn=1N[uA(n)]2,]]>

UB=1NΣn=1N[uB(n)]2,]]>

UC=1NΣn=1N[uC(n)]2;]]>

步骤4：比较母线三相电压U_A、U_B、U_C的大小，取最小电压值所对应的相为故障相；

步骤5：对采集到的各条馈线的零序电流和三相电流进行数字陷波处理，滤去其中50Hz工频分量；

步骤6：根据步骤4选定的故障相，计算各馈线的两相电流差及相关系数：

若故障相为A相，则求取i_AB.k(n)=i_A.k(n)-i_B.k(n)和i_AC.k(n)=i_A.k(n)-i_C.k(n)，并分别计算两相电流差i_AB.k(n)、i_AC.k(n)与对应馈线零序电流i_0.k(n)的相关数:

ρ1(k)=Σn=1NiAB.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiAB.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2,]]>

ρ2(k)=Σn=1NiAC.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiAC.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2;]]>

若故障相为B相，则求取i_BA.k(n)=i_B.k(n)-i_A.k(n)和i_BC.k(n)=i_B.k(n)-i_C.k(n)，并分别计算两相电流差i_BA.k(n)、i_BC.k(n)与对应馈线零序电流i_0.k(n)的相关系数：

ρ1(k)=Σn=1NiBA.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiBA.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2,]]>

ρ2(k)=Σn=1NiBC.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiBC.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2;]]>

若故障相为C相，则求取i_CA.k(n)=i_C.k(n)-i_A.k(n)和i_CB.k(n)=i_C.k(n)-i_B.k(n)，并分别计算两相电流差i_CA.k(n)、i_CB.k(n)与对应馈线零序电流i_0.k(n)的相关系数：

ρ1(k)=Σn=1NiCA.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiCA.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2,]]>

ρ2(k)=Σn=1NiCB.k(n)i0.k(n)[Σn=1NiCB.k2(n)Σn=1Ni0.k2(n)]-1/2;]]>

其中，k=1,2,3,…M；

步骤7：计算各馈线的综合相关系数k=1,2,3,…M，形成综合相关系数矩阵E=[ρ(1),ρ(2),…,ρ(M)]；

步骤8：设定的相关系数阈值ρ_set=0.5，比较步骤7得到的各条馈线的综合相关系数，找到其中的最大值ρ_max和最小值ρ_min，并比较ρ_max-ρ_min与ρ_set的大小，若满足ρ_max-ρ_min≥ρ_set，则判定系统中发生了单相接地故障，且故障线路为综合相关系数ρ_max所对应的馈线；若满足ρ_max-ρ_min<ρ_set，则判定为母线处发生了单相接地故障。