[发明专利]基于邻点差异法的单相接地故障区域定位方法

说明书

本发明提供了基于邻点差异法的单相接地故障区域定位方法，用于小电流接地系统，包括以下步骤：在电力系统的线路上架设信号监测装置，所述信号监测装置采集各测试点的暂态零序电流；采用小波包分解将暂态零序电流进行多层次划分，得到特征频带；然后对上述的特征频带进行小波重构以复原为功率信号；同时计算相邻两个故障点的零序电流的相对熵，熵值最大的为故障区域。本发明中的邻点差异系数由能量和皮尔森相关系数构成，从能量和距离的角度综合考虑，从而相对全面的分析了线路故障点两端的差异。

技术领域

本发明涉及故障检测领域，尤其涉及基于邻点差异法的单相接地故障区域定位方法。

背景技术

我国的6～66kV配电网电力系统多属于小电流接地系统，一般釆用中性点不接地或者中性点经消弧线圈接地的工作方式，由于其发生接地故障时，流过接地点的电流小，又称中性点非有效接地系统。接地故障是指由于导体与地连接或对地绝缘电阻变的小于规定值而引起的故障。根据电力系统运行部门的故障统计，出于外界因素(如雷击、人风、鸟类等)的影响，配电网中相接地故障是配电网故障中最常见的，发生率最高，占整个电气短路故障的80％以上。当发生单相接地故障时，由于不能构成低阻抗的短路回路，接地电流很小，故称为小电流接地系统。它的优点在于发生单相接地故障时多数情况下可以自动熄弧并恢复绝缘。当线路发生永久性单相接地故障后，三相系统的线电压仍然是对称的，大小和相位并不变化，系统可以正常运行1～2h，可见，小电流接地方式可显著提高供电可靠性，但系统的接地相对地电容被短接，对地电压都变为零。为防止另一相在接地而引起两相短路甚至三相电路，因而必须限制定时间内排除单相故障。

目前针对小电流接地系统采用的是多种方法综合选线，因为现场受故障现状的影响，单一的故障判据难以兼顾众多不确定的故障模式，目前的故障选线已经可以指出绝大多数的故障线路，现在需要解决故障点的问题，在故障线路上定位故障位置是进一步的研究重点，通过定位故障点，可以避免现场工作人员巡线的繁琐任务，从而更快的到达故障点排除故障。

目前比较前沿的方法是利用小波包能量相对熵原理进行故障点定位。配网发生小电流接地故障时，故障点同侧相邻检测点的暂态零序电流波形基本一致，相似程度高，相对熵较小。

采用相对熵的办法从能量的角度分析了故障点两端零序电流的差异，但是在实际的配网中，线路不是单一的而是具有些许支路，在此基础上，单从一个相对熵的比较来指出故障位置是较为乏力的，熵值的计算从数学角度看是在计算面积，对于波形的状态细节观测不足，即使线路发生了短暂的接地故障，例如雷击，从能量的角度计算仅有微小的变化，而从波形的曲线上来观测，已经有了很大的变动。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了邻点差异法的方法，通过计算故障线路FTU测得的零序电流，通过db10小波包分解后将特征频带进行小波重构，依据结构计算邻点差异系数，根据邻点差异系数即能确定故障区域；综上所述，本发明中的邻点差异系数由能量和皮尔森相关系数构成，从能量和距离的角度综合考虑，从而相对全面的分析了线路故障点两端的差异。

为了实现本发明目的的技术方案如下，本发明公开了基于邻点差异法的单相接地故障区域定位方法，用于小电流接地系统，包括以下步骤：

在电力系统的线路上架设信号监测装置，所述信号监测装置采集各测试点的暂态零序电流；

采用小波包分解将暂态零序电流进行多层次划分，得到特征频带；

然后对上述的特征频带进行小波重构以复原为功率信号；

同时计算相邻两个故障点的零序电流的相对熵，熵值最大的为故障区域。

在本发明的一个优选实施例中，所述暂态零序电流小波包分解之前进行滤除工频分量。

在本发明的一个优选实施例中，所述在线监测装置采用FTU，所述FTU通过电流互感器采集线路参数，向监测单元发送，