一种小电流接地选线方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种小电流接地选线方法及装置，包括：当检测到线路发生接地故障时，对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，使故障电流降低至故障电流设定阈值；经过设定时间后，停止对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，并判断接地故障是否消失；若接地故障没有消失，则采集各条线路的零序电流、五次谐波电流和暂态首半波电压电流峰值，对采集到的数据进行预处理得到每条线路对应的故障指数，将每条线路对应的故障指数输入到逻辑回归模型中对故障线路进行判断，从而得到故障线路和非故障线路。本发明专利技术可以准确地将每条线路进行故障与非故障归类，明显提高了选线准确率，有效解决了传统依靠单一的选线方法可靠性和准确率不高的问题。

A Method and Device for Low Current Grounding Line Selection

The present invention relates to a method and device for low current grounding line selection, which includes: compensating active component and reactive component of fault current when detecting grounding fault of line, reducing fault current to a set threshold of fault current; stopping compensating active component and reactive component of fault current after setting time, and judging whether grounding fault is eliminated or not. If the grounding fault does not disappear, the zero sequence current, fifth harmonic current and transient first half wave voltage and current peak values of each line are collected, and the corresponding fault index of each line is obtained by pretreatment of the collected data. The corresponding fault index of each line is input into the logistic regression model to judge the fault line, so that the fault line and non-fault line can be obtained. \u3002 The invention can accurately classify the fault and non-fault of each line, obviously improves the accuracy of line selection, and effectively solves the problem of low reliability and accuracy of traditional single line selection method.

【技术实现步骤摘要】
一种小电流接地选线方法及装置
本专利技术涉及一种小电流接地选线方法及装置，属于电力系统配电网

技术介绍
在我国，小电流接地主要应用于6～66kv中低压配电网中，主要包括中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经高电阻接地。小电流接地选线困难，一方面是由于该接地方式本身固有特点，主要表现在：故障信号微弱、产生电弧使信号不稳定、容易产生弧光接地过电压和谐振过电压、无法检测高阻故障；另一方面是由于相关硬件跟不上，主要表现在：电流互感器精度不够、选线装置整定值不合理维护不到位等。目前，现有的选线方法有零序电流幅值法、零序有功功率法、零序无功功率法、五次谐波法、首半波法、小波分析法、行波法等。由于各个单一选线方式具有其自身的优缺点和局限性，要达到一定选线准确率对测量仪器精度要求也比较高。但是由于大多测量设备精度不高，很难做到高准确率选线，且出现故障容易造成供电中断的情况。因此，小电流接地选线一直是国内外一个技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种小电流接地选线方法及装置，用于解决小电流接地选线准确率较低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种小电流接地选线方法，步骤如下：当检测到线路发生接地故障时，对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，使故障电流降低至故障电流设定阈值；经过设定时间后，停止对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，并判断接地故障是否消失；若接地故障没有消失，则采集各条线路的零序电流、五次谐波电流和暂态首半波电压电流峰值，对采集到的数据进行预处理得到每条线路对应的故障指数，将每条线路对应的故障指数输入到逻辑回归模型中对故障线路进行判断，从而得到故障线路和非故障线路；其中，逻辑回归模型的构建过程包括：针对m条线路，采集N组发生故障时的有功电流、五次谐波电流以及暂态首半波内的电压峰值和电流峰值，m≥2，N≥2；对采集到的N组数据进行预处理，得到N组中每条线路对应的故障指数，并根据故障指数组成训练集Xtrain；将每组中正常线路的状态表示为0，故障电路的状态表示为1，组成训练集Ytrain；根据训练集Xtrain和Ytrain，对逻辑回归模型进行训练，得到训练好的逻辑回归模型。本专利技术还提供了一种小电流接地选线装置，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理所述存储器中的指令以实现如下方法：当检测到线路发生接地故障时，对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，使故障电流降低至故障电流设定阈值；经过设定时间后，停止对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，并判断接地故障是否消失；若接地故障没有消失，则采集各条线路的零序电流、五次谐波电流和暂态首半波电压电流峰值，对采集到的数据进行预处理得到每条线路对应的故障指数，将每条线路对应的故障指数输入到逻辑回归模型中对故障线路进行判断，从而得到故障线路和非故障线路；其中，逻辑回归模型的构建过程包括：针对m条线路，采集N组发生故障时的有功电流、五次谐波电流以及暂态首半波内的电压峰值和电流峰值，m≥2，N≥2；对采集到的N组数据进行预处理，得到N组中每条线路对应的故障指数，并根据故障指数组成训练集Xtrain；将每组中正常线路的状态表示为0，故障电路的状态表示为1，组成训练集Ytrain；根据训练集Xtrain和Ytrain，对逻辑回归模型进行训练，得到训练好的逻辑回归模型。本专利技术的有益效果是：通过结合零序有功分量法、五次谐波法和首半波法的优点，对逻辑回归模型进行训练，得到训练好的逻辑回归模型，当需要对故障选线时，通过将采集到的各线路的零序电流、五次谐波电流和暂态首半波电压电流峰值输入到训练好的逻辑回归模型中，可以准确地将每条线路进行故障与非故障归类，明显提高了选线准确率，有效解决了传统依靠单一的选线方法可靠性和准确率不高的问题。作为方法和装置的进一步改进，为了提高选线的准确性，对采集到的数据进行预处理得到每条线路对应的故障指数的步骤包括：设采集的各条线路的有功电流数据中绝对值最大的为H，则第n条线路的零序电流有功分量法故障指数akn＝Ikn/H，其中，Ikn为第n条线路的有功电流；设采集的各条线路的五次谐波电流数据中绝对值最大的为G，则第n条线路的五次谐波法故障指数bjn＝Ijn/G，其中，Ijn为第n条线路的五次谐波电流；设采集的各条线路的暂态首半波内电压峰值与电流峰值的比值数据中绝对值最大的设为HG，则第n条线路故障指数chn＝(Uhn/Ihn)/HG，其中，Uhn为第n条线路的暂态首半波内的电压峰值，Ihn为第n条线路的暂态首半波内的电流峰值。作为方法和装置的进一步改进，为了实现对故障电流中的无功分量进行全补偿，将调容式消弧线圈连接到中性点接地的消弧线圈的二次侧对故障电流中的无功分量进行全补偿。作为方法和装置的进一步改进，为了实现对故障电流中的有功分量进行全补偿，采用有源电力电子装置对故障电流中的有功分量进行全补偿。作为方法和装置的进一步改进，为了便于查看补偿电流的大小，还包括对补偿电流的大小进行仪表显示。附图说明图1是本专利技术逻辑回归模型构建方法的流程图；图2是本专利技术小电流接地选线方法的流程图；图3是本专利技术小电流接地选线方法对测试集的测试结果示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。小电流接地选线方法实施例：本实施例提供了一种逻辑回归模型构建方法，该构建方法根据零序电流有功分量法、五次谐波法和首半波法构造逻辑回归模型(logistic回归模型)，采用融合选线技术对接地故障进行选线，其对应的流程图如图1所示，具体构建步骤如下：1)针对m条线路，采集N组发生故障时的有功电流Ikn，五次谐波电流Ijn以及暂态首半波内的电压峰值Uhn和电流峰值Ihn，其中，n＝1,2,3…m，m≥2，N≥2。2)对采集到的数据进行预处理，得到N组每条线路对应的三个故障指数。例如，可以采用Python编写程序对采集到的数据进行预处理，预处理过程包括：同一组采集的m条线路的有功电流即零序电流数据，绝对值最大的设为H，则第n条线路的故障指数akn＝Ikn/H，其中Ikn与H符号相反时比值为负；同一组采集的m条线路的五次谐波电流数据，绝对值最大的设为G，则第n条线路的故障指数bjn＝Ijn/G，其中Ijn与G符号相反时比值为负；同一组采集的m条线路的暂态首半波内电压峰值与电流峰值的比值数据，绝对值最大的设为HG，则第n条线路故障指数chn＝(Uhn/Ihn)/HG，其中Uhn与Ihn符号相反时比值为负。3)根据N组m条线路的三个故障指数，组成训练集Xtrain；将正常线路的状态表示为0，故障线路的状态表示为1，组成训练集Ytrain。其中，Xtrain＝[[ak1bj1ch1][ak2bj2ch2]…[akmbjmchm]]，Ytrain＝[y1y2…ym]，[aknbjnchn]表示某一组中的第n条线路的三个故障指数组成的数组，yn表示某一组中的第n条线路的状态，yn＝0或1，n＝1,2,3…m。4)根据训练集Xtrain和Ytrain，选择log函数作为损失函数，使用梯度下降法求得使损失函数最小的参数θ，对逻辑回归模型进行训练，最终得到训练好的逻辑回归模型。逻辑回归也可以称为对数几率回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小电流接地选线方法，其特征在于，步骤如下：当检测到线路发生接地故障时，对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，使故障电流降低至故障电流设定阈值；经过设定时间后，停止对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，并判断接地故障是否消失；若接地故障没有消失，则采集各条线路的零序电流、五次谐波电流和暂态首半波电压电流峰值，对采集到的数据进行预处理得到每条线路对应的故障指数，将每条线路对应的故障指数输入到逻辑回归模型中对故障线路进行判断，从而得到故障线路和非故障线路；其中，逻辑回归模型的构建过程包括：针对m条线路，采集N组发生故障时的有功电流、五次谐波电流以及暂态首半波内的电压峰值和电流峰值，m≥2，N≥2；对采集到的N组数据进行预处理，得到N组中每条线路对应的故障指数，并根据故障指数组成训练集Xtrain；将每组中正常线路的状态表示为0，故障电路的状态表示为1，组成训练集Ytrain；根据训练集Xtrain和Ytrain，对逻辑回归模型进行训练，得到训练好的逻辑回归模型。

【技术特征摘要】
1.一种小电流接地选线方法，其特征在于，步骤如下：当检测到线路发生接地故障时，对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，使故障电流降低至故障电流设定阈值；经过设定时间后，停止对故障电流中的有功分量和无功分量进行补偿，并判断接地故障是否消失；若接地故障没有消失，则采集各条线路的零序电流、五次谐波电流和暂态首半波电压电流峰值，对采集到的数据进行预处理得到每条线路对应的故障指数，将每条线路对应的故障指数输入到逻辑回归模型中对故障线路进行判断，从而得到故障线路和非故障线路；其中，逻辑回归模型的构建过程包括：针对m条线路，采集N组发生故障时的有功电流、五次谐波电流以及暂态首半波内的电压峰值和电流峰值，m≥2，N≥2；对采集到的N组数据进行预处理，得到N组中每条线路对应的故障指数，并根据故障指数组成训练集Xtrain；将每组中正常线路的状态表示为0，故障电路的状态表示为1，组成训练集Ytrain；根据训练集Xtrain和Ytrain，对逻辑回归模型进行训练，得到训练好的逻辑回归模型。2.根据权利要求1所述的小电流接地选线方法，其特征在于，对采集到的数据进行预处理得到每条线路对应的故障指数的步骤包括：设采集的各条线路的有功电流数据中绝对值最大的为H，则第n条线路的零序电流有功分量法故障指数akn＝Ikn/H，其中，Ikn为第n条线路的有功电流；设采集的各条线路的五次谐波电流数据中绝对值最大的为G，则第n条线路的五次谐波法故障指数bjn＝Ijn/G，其中，Ijn为第n条线路的五次谐波电流；设采集的各条线路的暂态首半波内电压峰值与电流峰值的比值数据中绝对值最大的设为HG，则第n条线路故障指数chn＝(Uhn/Ihn)/HG，其中，Uhn为第n条线路的暂态首半波内的电压峰值，Ihn为第n条线路的暂态首半波内的电流峰值。3.根据权利要求1或2所述的小电流接地选线方法，其特征在于，将调容式消弧线圈连接到中性点接地的消弧线圈的二次侧对故障电流中的无功分量进行全补偿。4.根据权利要求1或2所述的小电流接地选线方法，其特征在于，采用有源电力电子装置对故障电流中的有功分量进行全补偿。5.根据权利要求1或2所述的小电流接地选线方法，其特征在于，还包括对补偿电流的大小进行仪表显示。6.一种小电流接地选线装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄利军，李献伟，周宁，冯光，张彦龙，张敬安，谢卫华，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，许继集团有限公司，国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11