[发明专利]一种基于改进HHT的单相接地故障选线方法

权利要求书

1.一种基于改进HHT的单相接地故障选线方法，其特征是，它包括的步骤是：

1)在每条馈出线路靠近母线端安装零序电流传感器，实时采集各条线路的零序电流，当零序电流信号超过阈值时，阈值为大于5倍的工作电流，保存采样数据；

2)对保存的数据，滤除行波信号，通过系统的固有振荡频率以及高频信号幅值满足指数衰减的规律获得极大值点、极小值点，并以获得的极大值、极小值作为插值，求取三次样条插值函数的系数初始值，拟合出零序电流信号的包络线，再根据EMD分解法，计算同一馈出线中各条线路零序电流信号的IMF1，即1阶模态函数；

3)根据HHT变换中EMD计算的第一模态函数和振荡频率波形对应，比较同一馈出线中各条线路的IMF1，将具备幅值绝对值最大，极性和其他线路相反的IMF1所在线路确定为故障线路；

所述步骤2)中

通过故障线路中的零序电流暂态方程：

i：馈出线组别编号；n：相线条数，n＝3；

根据零序电流经EMD分解出的第一阶模态函数IMF1对应高频振荡频率信号，由暂态方程第一、二项含有基准频率ω，第三项含有高频的固有振荡频率ω_f，得出第一阶模态函数IMF1瞬时幅值、瞬时频率与暂态方程中的第三项相对应；

根据第三项幅值满足指数衰减以及在每个周期内有一个极大值点和极小值点，利用每段为2T_f个周期内的极大值点和极小值点确定三次样条插值函数的系数初始值，拟合出零序电流信号的包络线，拟合段数为α＝T₀/2T_f；

其中，T₀：零序电流信号采样时间；单位：秒

T_f：是线路高频的固有振荡周期，

i_d：故障相所在线路零序暂态接地电流；

I_Cmi：同一馈出线路中各相线的电容电流之和幅值；

I_Lm：负载不对称或中性点偏移时或故障时电路电感和消弧线圈的补偿电流幅值；

ω：谐振接地系统中工作电流的基准频率50赫兹；

故障相发生接地故障时的相正弦电压的相位；

ω_f：谐振接地系统的固有振荡频率；

τc:电容回路时间常数；

τ_L电感回路时间常数。

2.如权利要求1所述的一种基于改进HHT的单相接地故障选线方法，其特征是，所述EMD分解法具体为：

I.将采样获得的原始的零序电流信号x(t)的局部极大值相连拟合成上包络线U_x(t),将局部极小值点相连拟合成原信号的下包络线V_x(t),求取平均值

II.判断函数h₁(t)＝x(t)-m₁(t)是否满足IMF条件，如果不满足则用h₁(t)替换x(t)，重复步骤I，直到h₁(t)满足IMF的条件，即为原始信号的IMF1，将h₁(t)看成第一个IMF分量c₁(t)；

III.基于分量c₁(t)，定义对称估计函数τ为时间常数，

然后构造解析信号：

其幅值函数为：

相位函数为：

对相位角求导

由原信号x(t)根据零序电流经EMD分解出的第一阶模态函数IMF1与高频振荡频率信号ω_f相对应，忽略差值，原信号x(t)分解出的第一阶模态函数IMF1幅频模式表示为

x(t)＝Re a₁(t)e^jΦ1(t)＝Re a₁(t)e^j∫ω1(t)dt＝Re a₁(t)e^j∫ωf(t)dt。

3.如权利要求2所述的一种基于改进HHT的单相接地故障选线方法，其特征是，所述步骤1)中采样速率90～110Ksa，并保存阈值前后0.05秒范围内采样数据。