[发明专利]一种配电网电弧接地故障区段定位方法、装置及系统

权利要求书

1.一种配电网电弧接地故障区段定位方法，其特征在于，包括：

零序电流采集装置获取各线路的零序电流，利用零序电流突变量确定故障时刻，计算故障起始时刻后第2、3、4、5个工频周期零序电流信号与其基频正弦波的四个加权欧式距离，取其中的最大值记为故障信号的加权欧式距离；

在某个时刻故障信号的加权欧式距离大于设定阈值时，判定发生了电弧故障；

取电弧故障起始时刻后一个工频周期的零序电流，利用S变换对该周期零序电流进行能量谱分析，确定各区段主谐振频率，继而确定各区段的特征频段；

比较各区段特征频段能量值，判定能量最大区段为故障区段。

2.根据权利要求1所述的一种配电网电弧接地故障区段定位方法，其特征在于：对零序电流信号做差分运算，差分绝对值大于所设定阈值则判定发生故障；

电流差分ΔI(k)的计算公式为：

ΔI(k)＝I(k+1)-I(k)(k＝0,1,...,n)

式中，I(k)为各区段首端测得电流信号，k为采样点数；

故障发生的判据为：

|ΔI(k)|＞I_s

式中，|ΔI(k)|为计算的电流差分绝对值，I_s为设定的阈值；

阈值I_s的获取方法：

基于仿真系统，仿真发生故障和系统扰动的情况，获得每种情况下零序电流的最大差分绝对值，取最大差分绝对值中的最小值记为I_s。

3.根据权利要求1所述的一种配电网电弧接地故障区段定位方法，其特征在于：加权欧氏距离d_WE的计算公式为：

其中，N为欧几里得空间维数，X＝(x₁,x₂,...,x_n)、Y＝(y₁,y₂,...,y_n)为欧几里得空间的两个序列，ω_i为权值，ω为归一化因子，σ为调节因子，取值为1；

故障信号的加权欧式距离为：

d_WE＝max{d_WE2,d_WE3,d_WE4,d_WE5}

其中，d_WE2，d_WE3，d_WE4，d_WE5为第2、3、4、5周期零序电流信号与其基频正弦波的四个加权欧式距离。

4.根据权利要求1所述的一种配电网电弧接地故障区段定位方法，其特征在于：阈值d_set1和d_set2取值是依据不同故障接地方式、不同故障初相角、不同故障位置情况下多次实验总结得出，其中，d_set1取值为1，d_set2取值为2；当d_WEd_set1时，判定为经过渡电阻接地故障；当d_set1d_WEd_set2时，判定为稳定性电弧接地故障；当d_WEd_set2时，判定为间歇性电弧接地故障。

5.根据权利要求1所述的一种配电网电弧接地故障区段定位方法，其特征在于：信号经S变换后，某一频率分量下的能量E_i计算公式为：

其中，S_i为矩阵，n为S_i矩阵的第n行，N为采样点数，k＝0,2,…,N-1，T是采样时间间隔。

6.根据权利要求1所述的一种配电网电弧接地故障区段定位方法，其特征在于：不计200Hz以下的低频分量，遍历S变换后得到的不同频率分量的能量，能量最大的点为各区段的主谐振频率点f_r；根据主谐振频率f_r前后100Hz频段能量最大，故将(f_r-100,f_r+100)确定为特征频段。