[发明专利]一种基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法

权利要求书

1.一种基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：分解提取零序电流信号的高频衰减振荡分量，并获得其时域内的能量；

步骤2：通过每条线路和所有线路的高频能量比率来执行选线。

2.根据权利要求1所述的基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法，其特征在于，在步骤1中，在分解提取零序电流信号的高频衰减振荡分量时，需要构建暂态等值电路，在该暂态等值电路中，故障电流I_d是由暂态电容电流I_C和暂态电感电流I_L组成：

I_d＝I_C+I_L (1)

暂态等值电路右回路列KVL方程：

使用拉普拉斯变换求解方程(2)的暂态电容电流：

暂态等值电路左回路列KVL方程：

同理解式(4)得暂态电感电流：

其中w_f为自由振荡角频率，τ_L为时间常数，由式(3)可以看到暂态电容电I_C由高频衰减振荡分量I_C.os和工频交流分量I_C.st两部分组成，由式(5)可以看到I_L.dc和I_L.st分别为电感电流的直流分量和工频交流分量；

由式(1)、(3)、(5)可得故障电流

式(6)的第一部分表示总工频交流分量，第二部分为高频衰减振荡分量，第三部分为暂态直流衰减分量，在故障发生后的半个周期内，故障电流中的最主要成分集中在高频部分，即高频衰减分量，它的幅值要远远大于其他两分量，当为0°时，第三部分最大；当为90°时，第三部分为零；

其中，U₀为母线零序电压，C为配网对地电容的总和，R_L和L分别为消弧线圈的电阻与电感，R₀与L₀为故障时配网的等值电阻与等值电感。

3.根据权利要求1或2所述的基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法，其特征在于：在步骤1中，采用Hausdoff阈值改进的总体平均经验模态分解(modifiedensemble empirical mode decomposition,MEEMD)提取零序电流信号的高频衰减振荡分量，求其在故障发生后一定时间内的能量。

4.根据权利要求3所述的基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法，其特征在于，所述Hausdoff阈值改进的总体平均经验模态分解(MEEMD)包括以下步骤：

计算两个相邻IMF分量之间的Hausdoff距离H，每一个IMF分量为一个时间序列谱，而H即反应各时谱的特征；

确定两个IMF之间的Hausdoff阈值：

N＝0.6×|max{h[c₁(t),c₂(t)],h[c₂(t),c₁(t)]}-min{h[c₁(t),c₂(t)],h[c₂(t),c₁(t)]}| (11)；

若N>H，则说明这两个时谱不能归为一类，发生了模态混叠，需返回上一步重新添加另一种白噪声进行分解，直到模态混叠现象消失，若N<H，则说明这两个时谱没有发生模态混叠现象，可以继续进行EEMD分解。

5.根据权利要求3所述的基于MEEMD分解和高频能量的小电流接地故障选线方法，其特征在于：在步骤1中通过基于Hausdoff阈值改进的总体平均经验模态分解(MEEMD)把零序电流完整的分解为工频交流分量、衰减直流分量频率、高频交流分量，在步骤2中，计算每条馈线的高频能量，然后求所有馈线能量之和，二者比率即为能量占比，通过能量占比的差异可以快速选出故障线路。