[发明专利]综合时频域信息的小电流接地故障保护方法、装置及系统

权利要求书

1.一种综合时频域信息的小电流接地故障保护方法，其特征在于：包括以下步骤

响应发生接地故障的信号；

获取响应启动后的母线零模电压、线路零模电流和时域信息，所述时域信息为母线零模电压、线路零模电流的时域信息；

对获取到的母线零模电压进行90°的前移相获得移相后的母线零模电压；

对所述线路零模电流和移相后的母线零模电压进行特征频带内的暂态量提取，得到暂态零模电流和移相后暂态零模电压；

基于获取到的线路零模电流，计算出暂态过程零模电流偏移直流分量；

根据零模电流偏移直流分量判断是否为本线路故障，

根据零模电压、零模电流稳态工频构成的角度进行判别是否为本线路故障，

根据暂态零模电流判断是否为本线路故障，

所述根据暂态零模电流判断是否是本线路故障包括

判断暂态零模电流是否大于门槛，若是则执行步骤a，若否则执行步骤b

a判断暂态零模电流、移相后暂态零模电压是否满足故障判定条件，若满足则本线路故障；

b判断母线零模电压、线路零模电流短窗乘积积分是否满足故障判定条件，若满足，则本地线路故障；

所述零模电流偏移直流分量计算公式为：

式中，I_DCoffset(t)为线路零模电流偏移直流分量；T为工频周期时间；i₀(t)为零模电流采样点；

当线路零模电流偏移直流分量大于设定门槛，则本线路发生单相接地故障；

I_DCoffset＞I_DCoffsetThr

式中，I_DCoffset(t)为线路零模电流偏移直流分量；I_DCoffsetThr为线路零模电流偏移直流分量定值；

所述步骤a中故障判定条件为：所述的暂态零模电流、暂态零模电压的采样值符号是否相反，若相反则本线路发生单相接地故障；

所述步骤b的判定方法为：

零模电压、零模电流在故障初始时域信息短窗数据积分值，满足下式，则本线路发生单相接地故障：

其中，u₀(t)为零模电压采样点；i₀(t)为零模电流采样点；T₁为积分上限；

所述根据零模电压、零模电流稳态工频构成的角度进行判别是否为本线路故障，具体为：

若零模电压、零模电流稳态工频构成的角度满足下式，则认为本线路发生单相接地故障：

其中，为母线零模电压稳态工频量；为线路零模电流幅稳态工频量；θ_1set为角度下限定值；θ_2set为角度上限定值。

2.根据权利要求1所述的综合时频域信息的小电流接地故障保护方法，其特征在于：母线零模电压进行90°的前移相方法为：

u_{0_90}(t)＝shift(u₀(t))

式中，u₀(t)为母线零模电压采样点；u_{0_90}(t)为90°前移相后的零模电压；shift为90°数字移相器。

3.根据权利要求1所述的综合时频域信息的小电流接地故障保护方法，其特征在于：对获取到的线路零模电流，以及移相后的母线零模电压，进行特征频带内的暂态量提取，包括：

采用下述公式对零模电流和移相后的零模电压进行带通滤波，得到暂态零模电流和暂态零模电压；

i_{0_filter}(t)＝filter(i₀(t))

u_{0_filter}(t)＝filter(u_{0_90}(t))

其中，i_{0_filter}(t)为暂态零模电流；i₀(t)为零模电流采样点；u_{0_filter}(t)为移相后暂态零模电压；u_{0_90}(t)为移相后的零模电压采样点；filter为滤波处理函数。