[发明专利]一种利用RS分形维数对小电流接地故障中的故障点进行定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统接地故障的快速判别方法，尤其涉及一种小电流接地故障中的故障点快速定位方法。

背景技术

配电网故障中绝大部分是单相接地故障。长时间带故障运行，过电压容易使电力设备出现新的接地点，使事故扩大。因此故障后快速选择排除故障点就显得十分重要。

现有电力系统中广泛采用阻抗法、行波法、户外故障点检测法等。

1、阻抗法由于受接地电阻的影响，测距精度难以保证；

2、行波法这类故障测距法主要用于分支少的高压输电线路，因为对于多分支的10KV配电系统，仅以故障点的电气距离难以判断其地理位置。

3、序电流与电网的分布电容大小及接地方式有关，所以户外故障点检测法探测精度不高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有故障点定位的方法由于易受接地电阻、分布电容和接地方式影响，测量线分支数受限这些存在的问题，提出一种利用RS分形维数对小电流接地故障中的故障点进行定位的方法。

本发明的技术方案是：

利用RS分形维数对小电流接地故障中的故障点进行定位的方法，对故障线路的零序电流波形进行频谱分析，选择频率段50-2000Hz，计算其RS分形维数，根据拟合函数选择出故障点。拟合函数为以历史数据为基础的一元二次函数：

y＝a_jx²+b_jx+c_j

式中：

y：故障距离占线路全长的百分比；

x：RS维数；

j：第j条线路。

本发明的特点是：

只需要采集故障线路的零序电流波形，并以历史数据为基础得到拟合函数，经过计算就能有效的识别出小电流接地故障中的故障点，且对中性点不接地、中性点经过高阻接地和中性点经过消弧线圈接地等多种运行方式的系统均有效。

附图说明

图1是本发明一种利用RS分形维数对小电流接地故障中的故障点进行定位的方法的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本发明一种利用RS分形维数对小电流接地故障中的故障点进行定位的方法的具体实施方式由历史零序电流波形及故障点位置输入部分、故障线路零序电流波形输入部分、暂态过程波形选择部分、低通滤波器部分、 RS计算部分、函数拟合部分及判断故障点部分组成。其中，历史零序电流波形及故障点位置输入部分采集某条线路历史的故障数据y_k,k＝1,2,3(故障距离占线路全长的百分比)及零序故障电流波形，一般只需要三组就可以完成，且类似的线路可以互用数据。故障线路零序电流波形输入部分采集故障线路的零序电流波形。暂态过程波形选择部分将短路过程分为暂态和稳态两个部分，考虑到稳态过程的时间相对较长，按正弦有规律地变化，暂态过程的时间短，零序电流变化相对快，有更大的幅值，更有利于故障选线，因此将暂态过程取样放大。低通滤波器部分选择暂态波形的50～2000Hz频段。因为故障线路与非故障线路的频谱主要分布此频段内。RS计算部分则分别计算由上一步得到的历史零序暂态电流波形的RS分形维数x_k,k＝1,2,3和故障线路的RS分形维数x_i。其计算过程为取一系列由取样得到的零序暂态电流波形幅度值作为分维数序列，依照Hurst定律，计算得到故障线路的RS分形维数x。函数拟合部分将历史的RS数据x_k,k＝ 1,2,3作为输入，y_k,k＝1,2,3(故障距离占线路全长的百分比)作为输出，得到拟合函数：

y＝a_jx²+b_jx+c_j

判断故障点部分则将x_i代入上式，得到故障点y_i。

此方法只需要采集故障线路的零序电流波形，并以历史数据为基础得到拟合函数，经过计算就能有效的识别出小电流接地故障中的故障点，且对中性点不接地、中性点经过高阻接地和中性点经过消弧线圈接地等多种运行方式的系统均有效。