[发明专利]基于解析图求解与SVM的小电流接地系统故障选线方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于解析图求解与SVM的小电流接地系统故障选线方法，属电力系统故障选线技术领域。

背景技术

目前，对于配电网的故障选线问题一直未能得到很好解决。发生单相接地故障时，暂态信号特征量丰富，使得基于暂态信号的分析方法得到广泛关注，常用的暂态信号故障分析方法有：暂态能量法、S变换、普罗尼(Prony)算法、相关分析法、小波分解、经验模态分解等。

利用暂态能量法进行故障选线，当发生大电阻接地故障时，由于消弧线圈感性电流对故障瞬间零序电流的补偿作用，使得线路间的暂态零序电流相差较小，暂态能量法易导致误判。利用S变换具有良好的时频特性实现选线，但S变换分解后信息量太多，如何合理的利用相角信息有待进一步研究。Prony算法对低频暂态信号具有较好的拟合能力，对高频暂态信号拟合效果欠佳且在模型阶次的确定上有待进一步研究。采用相关分析法实现选线，当流过电缆健全线路与架空故障线路的零序电流的幅度相近时，该方法失效。小波变换对故障暂态信号处理时具有良好的时频特性，当发生高阻接地故障时，故障分量小，判断故障线路时有困难，该算法受限。经验模态分解(EMD)对非线性，非平稳信号的处理具有明显的优势，能分解出表征各特征分量的IMF，但可能会造成模态混叠现象，该故障选线方法有待进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有故障选线方法的不足，发明一种基于解析图求解与SVM的小电流接地系统故障选线方法。首先，故障发生瞬间，判断故障初相角是否属于[90°，270°)，若故障初相角属于[90°，270°)，应用EEMD对各分支线路故障时刻起1/6工频周期的暂态零序电流进行分解，通过相关系数获得零序特征电流，并对其进行Hilbert变换；然后，选取特征解析点，并分别求取虚相位特征角并构造虚相位特征角向量；最后，利用虚相位特征角向量训练SVM₁分类器，输入测试集，输出选线结果。若故障初相角不属于[90°，270°)，则利用同样的方法求得的在该故障初相角范围内的虚相位特征角向量并训练SVM₂分类器，输入测试集，输出选线结果。本发明基于故障瞬间暂态零序电流存在突变这一现象，物理特征清晰，并可提高选线结果的可信度。

所述的基于解析图求解与SVM的小电流接地系统故障选线方法，该方法具体步骤如下：

步骤1当小电流接地系统发生单相接地故障时，故障选线装置立即启动，判断故障初相角δ是否属于［90°，270°)，若此时的故障初相角δ属于[90°，270°)，则进行以下步骤：

步骤①采用100KHz的采样频率记录故障时刻起1/6工频周期内各条分支线路暂态零序电流(k为分支线路的编号，k=1，2，...，q；n为采样点，n=1，2，...，N)

步骤②将采集到的1/6工频周期内第k条分支线路暂态零序电流进行EEMD分解，得到IMF分量h为IMF分量的编号，h=1，2，...U，U为分解得到的IMF分量组数。

步骤③遴选零序特征电流求取与原始暂态零序电流的相关系数利用相关系数最大的2组IMF分量和进行重构得到

求取相关系数的计算式如下：