[发明专利]基于Hausdorff距离的小电流接地故障定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于Hausdorff距离的小电流接地故障定位方法及系统，方法包括以下步骤：实时监测系统母线零序电压；当母线零序电压大于设定阈值时进行故障定位；采样故障后第一个周期的母线零序电压和故障线路各监测点的零序电流；提取特征频段内的母线暂态零序电压和故障线路各监测点的暂态零序电流；求取故障线路各监测点的投影分量，计算相邻监测点的改进Hausdorff距离值；根据求取的改进Hausdorff距离值进行故障区段判断。本发明利用故障点两侧暂态零序电流差异显著的特点来确定故障区段，定位效果明显。

技术领域

本发明涉及一种基于Hausdorff距离的小电流接地故障定位方法及系统，属于配电网故障定位技术领域。

背景技术

小电流接地方式是我国中压配电网普遍采用的一种接地方式，当小电流接地系统发生单相接地故障时，三相之间线电压依然保持对称，系统允许持续运行1～2小时，但故障若不能及时切除，会使得线路间绝缘击穿，造成故障范围扩大。因此，在小电流接地系统中，如何快速定位故障区段是继电保护技术中的一大难题。

目前，针对小电流接地故障区段定位的研究取得了极大进展，大多是在故障选线的基础上发展而来的。在中性点不接地的配电网中，利用工频零序电流的幅值和方向、零序无功功率方向法进行区段定位；在谐振接地配电网中，采用零序有功功率法指示故障，利用消弧线圈并联电阻产生的有功电流分量克服消弧线圈电流的影响；另外，采用线路上安装的故障指示器检测附加的电流信号，利用附加信号从母线流向故障线路并从故障点返回的特点定位故障区段。与上述方法相比，利用暂态量进行故障定位的方法，不受消弧线圈的影响，可以快速、准确地定位故障区段，应用前景广阔，基于暂态量的行波测距法已成功应用在输电线路上，在线路长度较长、分支较少的配电网也可以采用行波原理进行测距；暂态无功功率方向法需要获取检测点处线路自身的故障暂态电压、电流，对故障暂态零序电压进行希尔伯特变换，求取与其暂态零序电流的平均功率，以平均功率的符号来判断故障区段；现阶段，国内外学者对利用故障点上、下游暂态零模电流波形相似度进行故障区段定位的方法做了大量研究，该方法在现场应用效果良好，具有较高的可靠性。

上述方法分为利用稳态量和暂态量两大类。利用稳态故障特征包括零序电流群体比幅比相法、零序无功功率方向法进行故障区段定位受到噪声和消弧线圈的影响，导致定位失败。外加信号法包括S信号注入法等，其缺点在于需要附加信号注入设备，增加了现场操作难度，且在故障电阻比较大时，难以进行定位处理，而且也不适用于存在间歇性电弧的故障。与上述方法相比，利用暂态量进行故障定位的方法，不受消弧线圈的影响，可以快速、准确地定位故障区段，应用前景广阔。行波测距法已成功应用在输电线路上，但考虑到配电网线路短、分支多、存在架空电缆混合等诸多因素，实现故障测距较为困难。根据故障点上、下游暂态零序电流波形相似度进行故障区段定位的方法存在定位盲区、通讯数据量大并且要求各检测点时间精确同步。另外利用经验模态分解实现故障定位的方法，在恶劣故障条件下，会引起暂态零序电流的幅值大幅度减小，导致定位失败。此外，随着大量电缆线路的接入，使得实际配网故障情况更加复杂，暂态信息更为丰富，因此，针对电缆-架空混合线路的配电网，研究可靠的定位方法具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种基于Hausdorff距离的小电流接地故障定位方法及系统，利用改进后的Hausdorff距离算法计算投影后的数值，进而定位故障区段。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

一方面，本发明实施例提供的一种基于Hausdorff距离的小电流接地故障定位方法，包括以下步骤：

实时监测系统母线零序电压；

当母线零序电压大于设定阈值时进行故障定位；

采样故障后第一个周期的母线零序电压和故障线路各监测点的零序电流；

提取特征频段内的母线暂态零序电压和故障线路各监测点的暂态零序电流；