[发明专利]一种基于同步挤压小波变换的配电网单相高阻接地故障选线方法

说明书

本发明公开了一种基于同步挤压小波变换的配电网单相高阻接地故障选线方法，通过同步挤压小波变换计算故障主频率下各馈线的故障能量和故障角度参数，并在二维坐标轴中，通过直线距离计算每条馈线的距离特征，最后比较各馈线的距离特征来进行选线。仿真结果显示，故障线路结构、位置、故障发生时刻以及故障过渡电阻等因素对于该算法的影响较小，相比于其他方法，本发明能更好的适应于复杂的配电网结构，且算法处理精度较高，不受主观因素的影响，使配电网单相高阻接地故障选线更加准确和可靠。

技术领域

本发明属于配电网单相高阻接地故障选线技术领域，具体涉及一种基于同步挤压小波变换的配电网单相高阻接地故障选线方法。

背景技术

我国10kV配电网多采用中性点经消弧线圈接地运行方式。对于经过像树木等非金属性导体接地这种常见的故障简称高阻接地故障，由于故障电流幅值小，且存在非线性变化等特点使得选线或定位装置难以可靠动作。据研究机构统计，高阻接地故障占配电网故障的比例要高于10％，而传统的技术手段进行单相高阻接地故障选线的成功率不到20％。因此，为提高供电可靠性，有必要针对该故障的特点加以分析，找出较为合理的应对方案。

国内外研究人员对于配电网单相高阻接地故障研究发现：当发生接地故障时，其过渡电阻阻值大且非线性变化，导致故障电流幅值小，变化不对称，并且伴随有电弧电流，整体呈非线性变化，含有大量不同频率的谐波分量等。根据故障电流变化的特点，多种检测方法被提出用于接地故障检测。W.C.Santos，张翠玲，吕红运等人采用小波变换，EMD，S变换等智能算法来进行能量法故障选线。但是这类智能算法时频分辨率低，容易出现频率混叠现象，同时受到线缆混合结构的影响，暂态能量的区分度不大。也有研究采用计算零序功率变化量的方法来进行故障选线，但这种算法需要人为整定变化参考值，可能会造成误判。一些研究采用判断故障线路出口的零序功率极性的方法来进行选线。但这类算法未考虑实际配网中含有分支馈线的情况，会出现馈线零序电流极性相同。综上所述，上述算法大都考虑不够全面，选线算法的可靠性和准确性存在一定不足。

同步挤压小波变换算法是连续小波变换发展而来的一种高分辨率的时频分析算法，具有良好的时频分辨能力。目前，许多研究开始尝试使用同步挤压小波变换对非平稳信号来进行处理，并取得了许多不错的成果。比如：提取电力系统时变谐波；信号瞬时频率的识别以及信号的重构等。但到目前为止，还未应用到接地故障选线当中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，针对经消弧线圈接地系统的高阻接地故障，提供一种基于同步挤压小波变换的配电网单相高阻接地故障选线方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于同步挤压小波变换的配电网单相高阻接地故障选线方法，包括以下步骤：

S1：提取各监测点的零模电流；

S2：通过同步挤压小波变换分解故障电流得到时频矩阵以及时频图，并对比分析与小波变换时频图的差异；

S3：从时频矩阵中提取出最大时频脊线，并结合故障线路暂态能量远大于健全线路以及故障线路零序电流滞后健全线路的特点，计算出各条线路的归一化的挤压能量W_k和挤压相角

S4：在二维坐标轴中，利用闵可夫斯基距离计算得到每条线路的距离特征，计算得到故障距离d_fi和非故障距离d_nfi；

S5：根据选线判据，比较故障距离和非故障距离特征选出故障线路。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的步骤S3中，各条线路在最大时频脊线上的挤压能量W_k计算公式为：