[发明专利]基于零序电流波形分形盒维数的配电网故障选线方法

说明书

本发明涉及一种基于零序电流波形分形盒维数的配电网故障选线方法，属于电力系统继电保护技术领域。该方法首先采集各馈线的暂态零序电流；之后对各馈线的暂态零序电流进行分形盒维数计算；以为纵坐标，以为横坐标，在坐标轴上，绘制各馈线的~拟合后的直线；通过各馈线拟合后的直线在坐标轴上的差异，选出故障馈线。本发明利用故障发生时各馈线的暂态零序电流曲线分形盒维数差异进行故障选线，可以较明显的区分出故障馈线与健全馈线，且操作简便，对远端高阻故障的识别大有好处，易于推广应用。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种基于零序电流波形分形盒维数在二维平面表现差异的配电网故障选线方法。

背景技术

配电网单相接地故障选线问题是我国在建、改建的配电系统仍待解决的重要课题。由于发生单相接地故障后，故障电流小、故障特征不明显等原因，现有选线方法在实际运行中效果不佳。目前基于信息融合的配电网单相接地故障选线方法，虽然弥补了单一选线方案的不足、提高了选线准确性，但大多数选线方法仍忽视了故障信息之间的相关性，仅依靠大量样本训练，无法保证适用于所有的故障情况。虽然小电流接地系统有着可以保证供电可靠性及连续性等优点，但其弊端在于当某相发生接地故障时，其故障电流很小，故障特征不明显，造成找出故障馈线十分困难。如果长时间不能查找出故障馈线并排除故障，势必会对电力系统的安全运行构成巨大威胁。尤其是在中性点经消弧线圈接地的复杂系统中，能够及时准确地查找出故障馈线并排除故障，对实现配电系统自动化有着重要意义。

虽然目前存在着许多的针对配电网选线的方法及装置，但是在实际应用中的效果不佳，依然还有着许多的问题。在很多供电部门依然采用逐条馈线拉闸的方法来排查故障馈线，若将馈线依次拉闸后仍然没有找到故障馈线，则可能使多条馈线同时出现故障，使故障范围扩大，影响系统安全稳定的运行。目前，配电网选线问题被公认为是一个没有完全解决的难题。不论是配电网单相接地故障选线方法的研究，还是选线装置的研制都有着重大的意义和迫切的市场需求。配电网所处的环境复杂多变，其故障情况也多种多样。仅依靠一种故障特征来进行故障选线，容易出现多选、误选或漏选等情况，不利于故障馈线的及时查找和故障的排除。因此如何克服现有技术的不足是目前电力系统继电保护技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于零序电流波形分形盒维数的配电网故障选线方法，该方法运用二维平面判断，能清晰的反映出故障馈线与健全馈线之间的区别，从而能较快的选出故障线路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于零序电流波形分形盒维数的配电网故障选线方法，包括如下步骤：

采集各馈线的暂态零序电流；

对各馈线的暂态零序电流进行分形盒维数计算；

所述的分形盒维数计算的具体方法为：取边长为ε的小盒子，并用此小盒子来覆盖被测暂态零序电流，N(ε)表示覆盖时非空盒子的数目，通过ε和N(ε)计算盒维数；之后调整小盒子的边长，进行盒维数多次计算；

以LnN(ε)为纵坐标，以Ln(1/ε)为横坐标，在坐标轴上，绘制各馈线的LnN(ε)～Ln(1/ε)拟合后的直线；

通过各馈线拟合后的直线在坐标轴上的差异，选出故障馈线。

进一步，优选的是，暂态零序电流i₀(k)的计算公式如下：

i_A、i_B、i_C分别表示三相电流，k表示馈线的标号，k＝1，2……n；n为馈线的总数。

进一步，优选的是，采集故障后1/4周期内的暂态零序电流i₀，采样率为10kHz。