一种小电流接地系统的故障类型辨识方法技术方案

本发明专利技术涉及一种充分利用小电流接地系统故障过电压的故障类型辨识方法。包括以下步骤：步骤一，捕获电力系统过电压在线监测系统的运行状态信息；步骤二，利用小波变换提取故障过电压的时频特征；步骤三，设置时频特征量系数；步骤四，比较中性点电压与故障前A相电压的相角差。该方法能快速有效的辨识出单相接地故障类型，包括金属性接地、弧光接地、高阻接地；同时也能辨识出铁磁谐振过电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种故障类型辨识方法，尤其涉及一种充分利用小电流接地系统故障过电压的故障类型辨识方法。
技术介绍
我国中压配电网主要以小电流接地方式为主，当发生单相接地故障时，允许故障运行1～2h。但是若不能及时切除故障，使故障有扩大化的可能，便将会进一步损坏线路甚至线路设备。因此，根据发生接地故障时的故障信息快速准确辨识故障类型，对于保证持续供电，提高电网的安全运行能力具有重要的现实意义。在现有技术中，通常根据电网中性点电压升高来判断是否发生接地故障，但无法辨识出具体的故障类型。只有辨识出故障类型，才能根据辨识出的不同结果采取不同的快速有效的应对措施，对保证电网安全运行具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的不足，提出一种小电流接地系统的故障类型辨识方法，充分利用小电流接地系统故障过电压，利用小波变换良好的时频局部化特性，并结合电压相角关系。该故障类型辨识方法能快速有效的辨识出单相接地故障类型，包括金属性接地、弧光接地、高阻接地；同时也能辨识出铁磁谐振过电压。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现。一种小电流接地系统的故障类型辨识方法，其特征在于，包括以下步骤。步骤一，捕获电力系统过电压在线监测系统的运行状态信息。以A相发生故障为例，综合考虑各种故障过电压持续时间和波形特征，以故障过电压发生时刻为基准，选取5个工频周期为特征量计算区间。步骤二，利用小波变换提取故障过电压的时频特征。在200kHz的采样频率下，选用正交、紧支撑的sym4小波对故障过电压信号分解5层，获取足够的时频信息。综合分析金属性接地、弧光接地、高阻接地、铁磁谐振过电压4种过电压在不同分解层的频率成分分布情况，选取d5层作为故障过电压特征提取的对象。步骤三，设置时频特征量系数。设时频特征量系数A0=UArms/UAave来反应4种过电压的差异，其中，UArms为d5层故障相电压有效值，；UAave为d5层故障相电压绝对平均值，。铁磁谐振过电压对应A0<1.7，金属性接地对应1.7<A0<3.0，弧光接地和高阻接地对应A0>3.0。所以，通过比较A0的值，就可以辨识出铁磁谐振过电压，金属性接地故障。弧光接地和高阻接地故障的辨识则需进行步骤四。步骤四，比较中性点电压与故障前A相电压的相角差。高阻接地时，；电弧性接地时，。依此可以辨识电弧接地和高阻接地故障。附图说明图1为小电流接地系统的故障类型辨识方法流程图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体内容。一种小电流接地系统的故障类型辨识方法，如图1所示，包括以下步骤。步骤一，捕获电力系统过电压在线监测系统的运行状态信息。以A相发生故障为例，综合考虑各种故障过电压持续时间和波形特征，以故障过电压发生时刻为基准，选取5个工频周期为特征量计算区间。步骤二，利用小波变换提取故障过电压的时频特征。在200kHz的采样频率下，选用正交、紧支撑的sym4小波对故障过电压信号分解5层，获取足够的时频信息。综合分析金属性接地、弧光接地、高阻接地、铁磁谐振过电压4种过电压在不同分解层的频率成分分布情况，选取d5层作为故障过电压特征提取的对象。步骤三，设置时频特征量系数。设时频特征量系数A0=UArms/UAave来反应4种过电压的差异，其中，UArms为d5层故障相电压有效值，反映信号在一段时间内的能量强度大小，；UAave为d5层故障相电压绝对平均值，反应信号在一段时间内能量分布均匀程度，。A0表征信号在一段时间内的局部突变性和均匀性，系数值度越大，信号局部突变性越强。通过计算分析，铁磁谐振过电压对应A0<1.7，金属性接地对应1.7<A0<3.0,弧光接地和高阻接地对应A0>3.0。所以，通过比较A0的值，就可以辨识出铁磁谐振过电压，金属性接地故障。弧光接地和高阻接地故障的辨识则需进行步骤四。步骤四，比较中性点电压与故障前A相电压的相角差。高阻接地时，；电弧性接地时，。依此可以辨识电弧接地和高阻接地故障。当A相经接地电阻接地时，忽略线路自身阻抗，并假设各相对地电容相等，中性点位移电压为，其中各相对地电容，为电源角频率，为故障前A相电压。当系统发生高阻接地故障时，接地电阻很大，与间的相角差。当系统发生电弧性接地故障时，其接地电阻阻值通常在数欧到数百欧之间，考虑到配电网对地电容一般小至几微法，故有，因此发生电弧接地故障时，与间的相角差。一种小电流接地系统的故障类型辨识方法，充分利用小电流接地系统故障过电压，利用小波变换良好的时频局部化特性，并结合电压相角关系。该故障类型辨识方法能快速有效的辨识出单相接地故障类型，包括金属性接地、弧光接地、高阻接地；同时也能辨识出铁磁谐振过电压。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小电流接地系统的故障类型辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，捕获电力系统过电压在线监测系统的运行状态信息：以A相发生故障为例，综合考虑各种故障过电压持续时间和波形特征，以故障过电压发生时刻为基准，选取5个工频周期为特征量计算区间；步骤二，利用小波变换提取故障过电压的时频特征：在200 kHz的采样频率下，选用正交、紧支撑的sym4小波对故障过电压信号分解5层，获取足够的时频信息；综合分析金属性接地、弧光接地、高阻接地、铁磁谐振过电压4种过电压在不同分解层的频率成分分布情况，选取d5层作为故障过电压特征提取的对象；步骤三，设置时频特征量系数：设时频特征量系数A0=UArms/UAave来反应4种过电压的差异，其中，UArms为d5层故障相电压有效值，；UAave为d5层故障相电压绝对平均值，；铁磁谐振过电压对应A0<1.7，金属性接地对应1.7<A0<3.0，弧光接地和高阻接地对应A0>3.0，所以，通过比较A0的值，就可以辨识出铁磁谐振过电压，金属性接地故障；弧光接地和高阻接地故障的辨识则需进行步骤四；步骤四，比较中性点电压与故障前A相电压的相角差：高阻接地时，；电弧性接地时，，依此可以辨识电弧接地和高阻接地故障。...

【技术特征摘要】
1.一种小电流接地系统的故障类型辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，捕获电力系统过电压在线监测系统的运行状态信息：以A相发生故障为例，综
合考虑各种故障过电压持续时间和波形特征，以故障过电压发生时刻为基准，选取5个工频
周期为特征量计算区间；
步骤二，利用小波变换提取故障过电压的时频特征：在200kHz的采样频率下，选用正
交、紧支撑的sym4小波对故障过电压信号分解5层，获取足够的时频信息；综合分析金属性
接地、弧光接地、高阻接地、铁磁谐振过电压4种过电压在不同分解层的频率成分分布情况，
选取d5层作为故障过电压特征提取的对象；

【专利技术属性】
技术研发人员：丁欣，刘杰，李倩钰，严广，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32