[发明专利]基于零序电流波形区间斜率曲线的高阻故障辨识方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于零序电流波形区间斜率曲线的高阻故障辨识方法及系统，接收零序电流滤波数据，从波形形态特征的角度描述高阻故障非线性特征，采用最小二乘法计算基于采样点扩展区间的斜率，对计算后的采样点扩展区间的斜率采用格拉布斯准则进行处理，筛选出异常值，根据处理后的斜率曲线，确定是否出现高阻故障。能够实现对高阻故障不同故障场景(中性点接地方式、接地介质和过渡电阻)的稳定燃弧或接地介质击穿过程(弱电弧、无电弧)中不同程度非线性特征的可靠检测。

技术领域

本公开属于故障诊断领域，具体涉及一种基于零序电流波形区间斜率曲线的高阻故障辨识方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

配电网高阻故障是一种常见的故障形式，并以单相接地故障为主，一般是由于线路发生断线或树障，使得线路与水泥、沙地、树木等高阻抗的接地介质发生接触。由于其故障电流微弱，往往不到数10A，甚至1A以内，配电网现有的继电保护装置以及传统故障保护算法均难以对其实现有效检测。此外，高阻故障常伴随电弧，其非线性也给故障检测带来了一定的影响。据统计，目前配电网中所安装的继电保护装置对弧光高阻故障的检测率不足20％，无法满足故障辨识可靠性的需求，对系统的稳定运行以及人员财产的安全产生巨大的隐患。

据发明人了解，国内外对于高阻故障的检测方法主要基于扰动发生后十几毫秒内的暂态特征量或是后续几百毫秒到几秒的高频特征信号的分析。对于暂态特征量，当接地电阻达到一定值时，故障前后暂态特征量基本未发生明显变化，因而此类方法对故障接地过渡电阻的适用范围有限；对于高频特征信号，由于高阻故障的非线性是来自于电弧的燃烧和接地固体介质的击穿，当电弧轻微燃烧时，故障非线性主要由接地固体介质击穿引起，此时故障高频信号特征微弱，难以检测。另外，配电网一般处于较高的噪声环境之下，当发生高阻故障时，故障电流的微弱导致暂态特征量和高频特征量非常容易受到噪声的干扰，因此传统高阻故障检测算法始终难以在实际应用环境下保证较高的检测可靠性。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种基于零序电流波形区间斜率曲线的高阻故障辨识方法及系统，本公开能够有效抑制或消除实际故障波形中因电弧和强噪声等产生的不规则畸变对区间斜率曲线的影响。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种基于零序电流波形区间斜率曲线的高阻故障辨识方法，包括以下步骤：

接收零序电流滤波数据，从波形形态特征的角度描述高阻故障非线性特征，采用最小二乘法计算基于采样点扩展区间的斜率，对计算后的采样点扩展区间的斜率采用格拉布斯准则进行处理，筛选出异常值，根据处理后的斜率曲线，确定是否出现高阻故障。

作为可能的实施方式，获取零序电流波形曲线，采用最小二乘法对区间内曲线进行线性拟合，以拟合后的直线斜率作为该采样点所对应的区间斜率，从而获取零序电流的区间斜率曲线。

作为可能的实施方式，利用格拉布斯法斜率计算区间逐个进行检测并滤除短时突变点，从而修正每一个采样点对应的区间斜率，具体包括：

1)对原始采样数据进行滤波；

2)对于一采样点，从零序电流采样信号中提取范围为R的区间信号，并计算区间信号中各点的格拉布斯归一化残差；

3)确定置信概率，根据当前区间信号中的采样点个数获取格拉布斯临界值G_P[i]，逐一将计算出的各采样点残差G[i]与G_P[i]对比，若G[i]G_P[i]，则将该采样点在当前区间信号中剔除，直到整个信号的采样点全部检测完毕；