小电流接地系统单相接地故障暂态选线方法技术方案

本发明专利技术公开了一种小电流接地系统单相接地故障暂态选线方法，包括以下步骤：故障选线逻辑启动；采集母线上所有支路故障暂态电流数据；计算线路及母线零序故障暂态电流；计算线路及母线的样本熵；根据线路及母线的样本熵进行选线。本方法采用样本熵度量暂态信号的样本熵来作为选线的依据，样本熵克服了近似由于自身匹配计入统计量会导致其计算结果不一致，具有更强的数据独立性、更好的一致性和更强的对丢失数据不敏感程度，因此，采用样本熵进行选线相比利用近似熵选线具有更高的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及小电流接地系统单相接地故障选线方法，尤其是涉及一种小电流接地系统发生单相接地故障时利用暂态信息选线的方法。
技术介绍
我国3kV～66kV配电网广泛采用中性点非有效接地方式，它包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地及中性点经高电阻接地三种方式。小电流接地系统发生单相接地故障时，故障电流和故障电压暂态过程中包含有丰富的故障信息，它比稳态故障信号大十几倍到几十倍，利用暂态故障信号的选线方法灵敏度高且不受消弧线圈的影响，得到广泛的应用。符玲，何正友等在刊号0258-8013《中国电机工程学报》2008年第28卷第28期第68页至第73页《近似熵算法在电力系统故障信号分析中的应用》公开了一种利用小电流接地系统发生单相接地故障时的暂态信号近似熵进行选线的方法，熵指的是新信息的产生率，近似熵算法由于包含了对自身数据的比较，而将与自身相比的概率也加入其中必然会引起偏差，而这种偏差直接导致它对微小的复杂性变化不灵敏。因此，近似熵算法由于矢量自身匹配计入统计量会导致其计算结果不一致，这种缺陷导致采用近似熵选线准确度不高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于：近似熵算法由于矢量自身匹配计入统计量必然会引起偏差，而这种偏差直接导致它对微小的复杂性变化不灵敏，这种缺陷导致采用近似熵选线准确度不高。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于故障暂态信号样本熵的选线方法，克服了利用近似熵暂态选线方法存在的问题，从而进一步提高了暂态选线的准确度。本方法采取的技术方案包括以下步骤：步骤1、故障选线逻辑启动；步骤2、采集母线上所有支路故障暂态电流数据；步骤3、计算线路及母线零序故障暂态电流；步骤5、对每条线路及母线零序故障暂态电流进行样本熵计算；步骤6、根据样本熵进行选线：比较每条线路及母线的样本熵，最大者为故障线路。一个具有多条出线的小电流接地系统发生单相接地故障时，故障线路检测到的零序暂态
电流是所有健全线路零序暂态电流与消弧线圈电流之和。因此，故障线路检测到的零序暂态电流的复杂度在各种情况下都是最高的。近似熵和样本熵都是表征信号复杂度的量，样本熵在以下方面比近似熵具有更明显的优势：a)样本熵克服了近似熵自身数据段对比的缺点，因此对于数据长度具有更强的独立性；b)样本熵相对于近似熵的具有更好的一致性，当参数改变时对两个序列之间的样本大小关系不变；c)样本熵对于丢失数据的不敏感程度。本专利技术的技术效果在于：本方法采用度量暂态信号复杂度的样本熵来作为选线的依据，样本熵克服了近似熵由于自身匹配计入统计量会导致其计算结果不一致，从而具有更强的数据独立性、更好的一致性和更强的对丢失数据不敏感程度，因此，采用样本熵进行选线相比采用近似熵选线具有更高的准确度。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为单相接地故障时线路故障时的零序网络等效图；图3为单相接地故障时母线故障时的零序网络等效图；图4是线路故障系统仿真模型图。具体实施方式下面结合附图1和实例对专利技术做进一步描述，本专利技术包含具体以下步骤：步骤1、故障选线逻辑启动：当系统正常运行时，小电流接地系统零序电压为零，三相相电压平衡，当发生单相接地故障时，其零序电压大于零，故障相电压降低，非故障相电压升高，因此，可以以母线零序电压瞬时值大于零序电压设定值以及非故障相电压升高超过设定值，来进行判断，当条件均满足时故障选线装置启动；其中零序电压设定值为0.15倍的母线相电压，非故障相电压设定值为1.1倍母线相电压。步骤2、选线装置启动后，采集故障前2个周波和故障后15个周波数据，提取故障前半个周波和故障后一个半周波数据共两个周波数据作为暂态量数据，提取故障后5～15个周波数据作为稳态量数据。步骤3、计算线路及母线故障暂态零序电流：线路故障暂态零序电流为线路故障暂态三相电流之和。根据基尔霍夫电流理论，母线故障暂态零序电流等于所有与母线连接的所有支路的故障暂态零序电流之和。当母线未发生接地故障时，由于母线既没有电源也没有负荷，所有支路的零序电流之和为零，即母线的故障暂态零序电流为零，如图2所示。当母线发生单相接地故障时，零序电源位于母线上，母线
的故障暂态零序电流等于所有支路的故障暂态零序电流和消弧线圈故障暂态电流之和，如图3所示；步骤4、计算每条线路及母线的故障暂态零序电流的样本熵：(4A)对于由N个数据组成的原始数据序列{X(N)本文档来自技高网...

【技术保护点】
小电流接地系统单相接地故障暂态选线方法，实现的过程为：(1) 故障选线逻辑启动；(2) 采集故障暂态数据；(3)根据故障暂态数据计算系统每条线路的暂态特征量；(4)根据暂态特征量的比较进行选线；其特征是：(5)所选择的暂态特征量是零序暂态电流的样本熵。

【技术特征摘要】
1.小电流接地系统单相接地故障暂态选线方法，实现的过程为：(1) 故障选线逻辑启动；(2) 采集故障暂态数据；(3)根据故障暂态数据计算系统每条线路的暂态特征量；(4)根据暂态特征量的比较进行选线；其特征是：(5)所...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾民，葛良全，胡传皓，张晴，李琳琳，蒋开明，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51