[发明专利]一种小电流接地故障多层次递进式分类识别方法

摘要

一种小电流接地故障多层次递进式分类识别方法，设置了包括将故障特征分按时域特性、故障点的性质等，自上而下的四层递进式故障分类数据模块，有效解决了小电流接地故障分类不完整、识别类型单一等问题，据此提出了识别方法的5步骤，在不同层次提取零序电压、零序电流等故障波形特征，采用时域特征辨识、启发式分割算法、FFT分析等逐层识别故障类型，最终得出全面表示故障特征的故障类型。所述方法能够有效避免故障识别过程中概念模糊的问题，一方面可深层次掌握故障原因及其分布规律，促进配电网运检查管理精益化水平的持续完善；另一方面可辅助运维人员及时发现配电网“潜伏性隐患”，进一步缩短故障查找时间，促进配网运行可靠性的不断提升。

主权项

1.一种小电流接地故障多层次递进式分类识别方法，其特征在于：包括根据小电流接地故障的特征，设置四层递进式故障分类数据模块，为进一步建立故障识别模型提供依据，具体地，包括第1模块层(1)，第1模块层(1)根据故障的时域特性将故障分为永久性故障、瞬时性故障和间歇性故障，永久性故障指单相接地后故障持续存在、直至人工处理的接地状态；瞬时性故障指故障持续一段时间后消失、系统自动恢复正常的接地状态；间歇性接地故障指故障持续一段时间后消失、系统恢复过程中故障再次发生的接地状态；第2模块层(2)，第2模块层(2)根据故障的复杂程度将故障分为单一性故障和发展性故障，单一性故障指故障过程中故障性质保持不变的接地状态，发展性故障指故障过程中故障性质发生变化的接地状态；第3模块层(3)，第3模块层(3)根据接地点的性质将故障分为线性故障和非线性故障，线性故障指接地点无燃弧状况、过渡电阻呈线性的接地状态，非线性故障指接地点有燃弧状况的接地状态；第4模块层4，第4模块层(4)根据过渡电阻的大小将线性故障分为金属性故障、低阻故障和高阻故障；将非线性故障分为弧光性低阻故障和弧光性高阻故障，高阻故障指过渡电阻大于1kΩ的线性故障，低阻故障指过渡电阻小于1kΩ的线性故障，金属性故障指过渡电阻为0或接近于0的线性故障，弧光性高阻故障指过渡电阻的最小值大于1kΩ的非线性故障，弧光性低阻故障指过渡电阻的最小值小于1kΩ的非线性故障；根据上述递进式故障分类数据模块，按照如下小电流接地故障类型多层次递进式识别方法，提取故障波形中不同层次的特征识别故障，具体包括以下步骤：步骤1：采集母线零序电压及各出线零序电流信号；步骤2：结合人工处理及零序电压衰减程度识别永久性故障、瞬时性故障和间歇性故障；步骤3：采用启发式分割算法对零序电流进行处理，识别单一性故障和发展性故障，并对故障波形进行分割处理；步骤4：对零序电流进行FFT分析，通过比较故障前后零序电流的幅频特性识别线性故障和非线性故障，所述步骤4的具体过程是：a.将步骤3得到的零序电流波形进行FFT分析；b.取故障前一周期为参考量T₀，故障后各周期依次为T₁、T₂…T_n，计算T_i(i＝1,2,…,n)各频率幅值相对于基频的百分比；c.计算T_i相对于T₀的各频率幅值百分比变化量，并按从大到小对频率点进行排序，求得T_i前5个频率点幅值百分比变化量的平均值μ_i；d.定义计数器N初值为0，当μ_i<10％时，N加1；否则，N清零；e.当M₁<2时，即系统不处于恢复过程；若同时存在N>2，认为波形的高频分量变化不明显，判断故障为线性故障，否则为非线性故障；所述步骤4中，利用小电流接地故障多层次分类方法中分类完整的特点，首先进行线性故障的识别，以确保瞬时性的非线性接地电弧不被忽略；定义计数器M₁以识别系统的恢复过程的进行及完成；计数器M₁初值为0，当U₀>U_op.set且α<0.85时，每隔一周期计数器M₁加1，否则M₁清零，其中，U₀为零序电压幅值，U_op.set为保护装置零序电压起动值，α为衰减程度，则当M₁>2时，认为系统正处于恢复过程；步骤5：通过零序电压的大小识别高阻故障和低阻故障；步骤6：结合不同层次的识别结果，得出最终的故障类型。