[发明专利]一种基于余弦相似度的配电网单相接地故障区段定位方法

说明书

本发明涉及非有效接地配电网技术，具体涉及一种基于余弦相似度的配电网单相接地故障区段定位方法，包括建立待定位的中压配电网的电磁暂态数字仿真模型，包含110kV变电站主变压器模型、中压配电线路模型、配电变压器模型和负荷模型；在变电站中压配电线路母线处设置单相接地故障，获取各采样点处的标准波形数据；当实际配电网发生单相接地故障，通过现场各采集点处采样得到实际的故障暂态零序电流；基于余弦相似度求取实际故障暂态零序电流数据与标准波形数据的相似度；分析两个相邻采样点的故障暂态零序电流相似度差异，从而判断是两个相邻采样点之间发生单相接地故障或母线发生单相接地故障。该方法不受分支线路影响，不受电缆架空混合线路影响。

技术领域

本发明属于非有效接地配电网技术领域，尤其涉及一种基于余弦相似度的配电网单相接地故障区段定位方法。

背景技术

现有非有效接地配电网单相接地故障区段定位方法按照其利用信息的不同，大致可分为2类：一是基于外加注入信号的故障区段定位方法；二是利用单相接地故障时的电气量变化特征进行故障区段定位，其又可分为基于故障稳态分量的故障区段定位法、基于故障暂态分量的故障区段定位法和综合定位方法。根据现场实际应用经验来看，目前基于上传的暂态零序电流特征相似性比对的区段定位方法应用最为广泛。但现场中压配电线路结构复杂，在有分支处的线路节点处，分支点前和分支点后采集到的零序电流特征会出现较大的变化，严重影响到传统基于上传的暂态零序电流特征相似性比对的区段定位方法的正确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种不受分支线路影响，不受电缆架空混合线路影响的配电网单相接地故障区段定位方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于余弦相似度的配电网单相接地故障区段定位方法，包括以下步骤：

步骤1、建立待定位的中压配电网的电磁暂态数字仿真模型，包含110kV变电站主变压器模型、中压配电线路模型、配电变压器模型和负荷模型；

步骤2、在变电站中压配电线路母线处设置单相接地故障，获取各采样点处的标准波形数据；

步骤3、当实际配电网发生单相接地故障，通过现场各采样点处采样得到实际的故障暂态零序电流；

步骤4、基于余弦相似度求取实际故障暂态零序电流数据与标准波形数据的相似度；

步骤5、分析两个相邻采样点的故障暂态零序电流相似度差异，从而判断是两个相邻采样点之间发生单相接地故障或母线发生单相接地故障。

在上述的基于余弦相似度的配电网单相接地故障区段定位方法中，步骤1的实现具体包括：根据实际配电网中电流监测点的个数n，在数字仿真模型对应位置处设定n个采样点；采样点的序号按以110kV变电站中压侧母线为起点，以配电变压器为末端顺序编号；

在上述的基于余弦相似度的配电网单相接地故障区段定位方法中，步骤2的实现具体包括：通过在变电站中压配电线路母线处设置单相接地故障，得到中压配电线路各采样点的故障暂态零序电流i₀₁，i₀₂，…，i_0n；i_0m表示第m个采样点处采集到的故障暂态零序电流，m＝1，2，3，…，n；称为第m个采样点处的标准电流波形。

在上述的基于余弦相似度的配电网单相接地故障区段定位方法中，步骤3的实现具体包括：当实际配电网发生单相接地故障时，现场各采集点处将采样得到实际的故障暂态零序电流i'₀₁，i'₀₂，…，i'_0n；i'_0m表示第m个采样点处实际采样得到的故障暂态零序电流，m＝1，2，3，…，n。