[发明专利]一种基于暂态录波数据的配电自动化主站系统单相接地故障定位方法

摘要

本发明公开了一种基于暂态录波数据的配电自动化主站系统单相接地故障定位方法，当满足单相接地故障启动判据，主站系统故障定位程序启动；根据录波文件数据格式标准，对接收到的故障录波文件进行解析；利用信号处理技术计算得出包含故障点前后三相电流突变特性、三相突变电流两两之间的波形相关系数以及故障点后零序电流固有模态能量在内的故障特征量；将计算得到的浮点型故障特征量转换成整型组号，将特征量最明显的组号转换成故障指示器的动作信号；利用配电自动化主站系统已有相间短路故障处理机制，完成单相接地故障定位。本发明所提方法不受系统接地方式、单相接地故障条件的影响，定位效果较为理想。

主权项

1.一种基于暂态录波数据的配电自动化主站系统单相接地故障定位方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：(1)主站系统SCADA模块定期开展故障扫描，在接收到线路上的故障指示器上送的录波启动动作信号后，先根据电气设备从属关系找到该故障指示器对应的终端id号，再向主站前置模块发送召唤该终端的录波文件目录的消息；(2)SCADA模块在获取到步骤(1)所述的录波文件目录后，筛选出符合条件的故障录波文件，并向前置模块发送召唤该录波文件的消息；(3)SCADA模块根据录波文件数据格式标准，将步骤(2)所述录波文件进行解析，得到各采样点的三相电流、三相电压这些电气量信息；(4)根据步骤(3)解析后的暂态电气量信息，计算得到故障时刻点；(5)依据步骤(4)计算得到的故障时刻点，提取该故障时刻前后各一个周波的数据，根据相电流突变原理，计算得到三相电流的相电流突变量及三相突变电流两两之间的波形相似度；(6)主站SCADA模块根据步骤(3)解析得到的IA、IB、IC三相电流值，通过零序电流计算方法IA+IB+IC，合成暂态零序电流；(7)依据步骤(4)计算得到的故障时刻点，提取该故障时刻后1/4周波的步骤(6)所述的暂态零序电流数据，根据基于经验模态分解技术的固有模态能量法原理，计算得到零序电流固有模态能量值；(8)采用归一化的综合分析方法，将对步骤(5)、步骤(7)计算得到的相电流突变量、波形相似度以及固有模态能量值转换成1、2、3整数组号值，得出故障特征最明显的故障指示器；(9)将步骤(8)分析得到的代表故障特征最明显的故障指示器组号值转换成故障指示器接地动作信号，与配电自动化主站系统传统的短路故障分析处理方法对接，将该故障指示器所在馈线段的下游确定为发生单相接地故障的区段，并通过不同的颜色在地理信息图以及单线图上进行展示，实现对故障区段的隔离、恢复；步骤(7)所述基于经验模态分解技术的固有模态能量法原理：即过对故障后暂态零序电流进行经验模态分解EMD；分解后得到若干个固有模态函数分量IMF及一个剩余分量；再求取多个IMF及剩余分量；将IMF和剩余分量的能量相加，得到一个测点的零序电流固有模态能量值；步骤(8)中，所述归一化的综合分析方法指的是：将步骤(5)在相电流突变维度下计算得到的包含相电流突变量、波形相似度在内的故障特征量，通过三段法，将特征量转换成组号1、2、3；将步骤(7)在固有模态能量维度下计算到的包含固有模态能量值在内的故障特征量，通过二段法，将特征量转换成组号1、2；相电流突变维度下的三段法，是指分别从步骤(5)计算得到的相电流突变量及三相突变电流两两之间的波形相似度数组中，找到各自的最大值max、最小值min，从而计算得到两者差值之间占比为1/3处的值mid_min，即mid_min＝min+(max‑min)/3，2/3处的值mid_max，即mid_max＝(max‑min)/3*2+min；将步骤(5)计算得到的所有特征值与min、mid_min、mid_max、max四个数值进行对比，其中相电流突变量组号划分原则是：特征量落在[min,mid_min]区间，组号置为1，落在(mid_min，mid_max]区间，组号置为2，落在(mid_max,max]，组号置为3；突变电流两两之间的波形相似度划分原则：特征量落在[min,mid_min]区间，组号置为3，落在(mid_min，mid_max]区间，组号置为2，落在(mid_max,max]，组号置为1；所述固有模态能量维度下的二段法，是指从步骤(7)计算得到的固有模态能量值数组中找到最大值max、最小值min,从而计算得到两者之间的中值mid，即mid＝(max‑min)/2；将所有的固有模态能量值与该中值进行对比，组号划分原则是：落在[min,mid]区间的组号置为1，落在(mid,max]区间的组号置为2。