[发明专利]基于快速S变换的小电流单相接地故障选线方法

摘要

本发明公开了一种基于快速S变换的小电流单相接地故障选线方法，利用快速S变换对故障线路与非故障线路暂态零序电流进行时频分析，计算得到各线路FST后的一维模系数与一维相角值，并计算各线路的能量值，将能量值最大的线路作为备选故障线路，并以一条非备选线路作为相角参考比较线路，再通过备选线路与相角参考比较线路FST后暂态特征频段内的主频率点处的相角之差的绝对值是否大于设定阈值作为选线判据。该方法避免了电网干扰和偶然因素的影响，并综合利用了暂态信号时间、幅值、频率、相角信息，可以快速、准确的选出故障线路，且不受中性点接地方式的影响，适应性好。

主权项

1.基于快速S变换的小电流单相接地故障选线方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：启动选线；对母线零序电压和各馈线线路零序电流进行A/D采样，当检测到母线零序电压有连续至少5个采样点电压值超过电压启动定值后，记录第一个超过启动值的时刻为故障起始时刻，启动故障选线；步骤2：对零序电流暂态故障信号进行快速S变换；在故障录波存储区里，根据步骤1的采样频率，提取各馈线故障起始时刻前1/4到故障点后3/4个工频周期内连续的故障暂态零序电流数据，依次进行快速S变换，得到各线路FST一维向量STR，向量某一点m的值为复数，表示如下：STR(m)＝x(m)+jy(m)              (7)对该复数向量求模值及相角值，得到FST一维模系数STM与对应的一维相角值STP，向量中某一点的模值及相角值计算公式为：STP(m)＝arctan(y(m)/x(m))*180/π      (9)FST后一维模系数STM极大值点对应故障信号的特征主频率点，一维相角值STP对应信号中各频率点处的相角值；步骤3：计算能量值并选出可能故障线路；利用上一步得到快速S变换后的一维模系数STM，分别对各馈线的FST一维模系数STM累加求和作为此馈线的能量值，各馈线能量值计算公式为：其中：E_Li为第L_i条馈线的能量值，N为一维模系数STM的长度；再根据各馈线能量值选出最大能量值对应的馈线作为可能的备选故障线路：E_L＝max(E_Li)                 (11)E_L表示能量值最大线路的能量值，L_i为对应的可能故障线路；步骤4：选取相角值参考比较线路：若选出的备选故障线路为配电网馈线1时，则将配电网馈线2作为相角参考比较线路，若选出的备选故障线路不为配电网馈线1，则将配电网馈线1作为相角参考比较线路；步骤5：判断选出故障线路：选取暂态特征频段SFB为100Hz～1kHz，对SFB内的主要频率点进行相角判断，即找出备选故障线路FST一维模系数STM中前主要部分的模系数各极大值点作为主频点，然后依次将备选故障线路各主频点处对应的相角减去参考比较线路对应处的相角，判断相角之差的绝对值是否大于设定的阈值；若大于阈值，则此备选故障线路与参考比较线路对应主频率点处相角不同，备选故障线路电流与其他线路方向相反，则此备选故障线路为故障线路；若小于阈值，则继续判断下一个主频率点对应的相角，若所有主频率点对应的相角都判断完成，相角差的绝对值都不大于30°，则此备选故障线路与其它线路对应主频率点相角相同，所有线路电流方向相同，确定母线为故障线路。