一种利用形态峰谷检测的配电网故障选线方法技术

本发明专利技术是一种利用形态峰谷检测的配电网故障选线方法。本发明专利技术为当配电网线路发生故障，选线装置启动后，根据保护安装处测得的各线路三相电流，利用克拉克变换理论，求出各线路零序电流。选取时间窗为10ms的零序电流信号，求取包络线，对各线路零序电流的包络线进行形态峰谷检测。根据得到的形态峰谷特性，提取配电网故障选线判据，形态峰谷特性与其他线路不同的为故障线路。本发明专利技术计算方法简单，避免了一般的计算方法需要在时-频域相互转换的缺点。本方法鲁棒性好，且耐受过渡电阻的性能很强，不受干扰的影响，有较强的实用性。大量仿真结果表明，本发明专利技术选线准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统继电保护
，具体地说是一种利用形态峰谷检测的配 电网故障选线方法。
技术介绍
配电网发生单相接地故障时，系统对地电容与故障点之间快速充放电产生暂态冲 击电流，在这高频的快速瞬变过程中消弧线圈的感抗很大，使该支路接近开路，对冲击电流 不产生明显的影响，因此在同一电网中，中性点不接地或经消弧线圈接地，发生故障的瞬 间，其暂态过程是近似相同的。近年来我国学者提出了利用行波实现故障选线的方法，其核 心为行波首波头极性的检测，故障线路与健全线路的首波头极性相反，这样可以准确的识 别故障线路。但此类选线方法对同步采样频率和对采集记录硬件的要求很高，在技术上很 难实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有配电网选线方法对采样率要求高的不足，提出了一种利 用形态峰谷检测来实现配电网故障选线的方法，妥善解决了对同步采样频率和采集记录的 硬件要求高以及对系统电磁兼容性要求较高的问题。本专利技术利用采样率较低的暂态量实现故障选线。配电网发生单相接地故障后，从 首波头到达的时刻起一直到消弧线圈响应为止，故障线路与健全线路的零序电流相位总是 相反的，若故障线路零序电流波形为波峰(谷)则健全线路零序电流波形必为波谷(峰)，藉 此，提出了一种利用形态峰谷检测来实现配电网故障选线的方法。首先取各线路零序电流 暂态信号的包络线，勾勒其电流波形的变化趋势，再通过自定义的峰谷检测器检测峰谷提 出判据实现故障选线。由此可将对电流行波首波头的精确检测问题转化为对电流高频暂态 量的峰谷检测，使中性点经消弧线圈接地的小电流接地系统的故障选线这一技术难题得到 很好解决。本专利技术的具体实现按以下步骤进行(1)配电网发生单相接地故障后，母线零序电压高于额定相电压15%时，启动元件立即 启动，根据保护安装处测得的各线路三相电流，利用克拉克变换矩阵，求得各线路的零序电 流权利要求1. ，其特征在于按以下步骤进行(1)配电网发生单相接地故障后，母线零序电压高于额定相电压15%时，启动元件立即 启动，根据保护安装处测得的各线路三相电流，利用克拉克变换矩阵，求得各线路的零序电 流^jO= ^jA+ iJB+ ^jCJ = I, 2,......6(1)式中为线路h的零序电流-Jik、iJB和、分别为线路h的A、B、C的三相电流；(2)采样频率10kHz，采样序列长度为100，求取各线路零序电流ij(l的包络线；包络线 的求取方法如下1)求出Ao的所有极大/极小值；2)分别对极大/极小值构成的序列进行内插值，得到信号的上包络线emax⑴和下包络 线‘η⑴；3)求上下包络线的均值 (i)= ( ^fflax( )+ emin(i))/2得到信号的包络线；(3)利用数学形态学中的Top-Hat算子和Bottom-Hat算子检测各线路零序电流的波峰 和波谷全文摘要本专利技术是。本专利技术为当配电网线路发生故障，选线装置启动后，根据保护安装处测得的各线路三相电流，利用克拉克变换理论，求出各线路零序电流。选取时间窗为10ms的零序电流信号，求取包络线，对各线路零序电流的包络线进行形态峰谷检测。根据得到的形态峰谷特性，提取配电网故障选线判据，形态峰谷特性与其他线路不同的为故障线路。本专利技术计算方法简单，避免了一般的计算方法需要在时-频域相互转换的缺点。本方法鲁棒性好，且耐受过渡电阻的性能很强，不受干扰的影响，有较强的实用性。大量仿真结果表明，本专利技术选线准确。文档编号G01R31/08GK102129012SQ20111002413公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日专利技术者戴月涛, 束洪春, 王旭, 田鑫萃, 白挺玮, 秦书硕, 邬乾晋 申请人:昆明理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用形态峰谷检测的配电网故障选线方法，其特征在于按以下步骤进行：（１）配电网发生单相接地故障后，母线零序电压高于额定相电压１５％时，启动元件立即启动，根据保护安装处测得的各线路三相电流，利用克拉克变换矩阵，求得各线路的零序电流：ｉｊ０＝　ｉｊＡ＋　ｉｊＢ＋　ｉｊＣ　　　　　　ｊ＝１，２，……６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）式中：ｉｊ０为线路Ｌｊ的零序电流；ｉｊＡ、ｉｊＢ和ｉｊＣ分别为线路Ｌｊ的Ａ、Ｂ、Ｃ的三相电流；（２）采样频率１０ｋＨｚ，采样序列长度为１００，求取各线路零序电流ｉｊ０的包络线；包络线的求取方法如下：１）求出ｉｊ０的所有极大／极小值；２）分别对极大／极小值构成的序列进行内插值，得到信号的上包络线ｅｍａｘ（ｔ）和下包络线ｅｍｉｎ（ｔ）；３）求上下包络线的均值ｍ（ｔ）＝（　ｅｍａｘ（ｔ）＋　ｅｍｉｎ（ｔ））／２得到信号的包络线ｍ（ｔ）；（３）利用数学形态学中的Ｔｏｐ－Ｈａｔ算子和Ｂｏｔｔｏｍ－Ｈａｔ算子检测各线路零序电流的波峰和波谷：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）（３）式中：Ｔｈ（ｍ（ｔ））为零序电流包络线的波峰数据，Ｂｈ（ｍ（ｔ））为零序电流包络线的波谷数据，ｇ为数学形态学中的结构元素，采用长度为３的扁平结构元素，表示数学形态学中的开运算，表示数学形态学中的闭运算；（４）求取各线路零序电流包络线的峰谷综合特性：Ｄｅ（ｔ）　＝　Ｔｈ（ｍ（ｔ））＋　Ｂｈ（ｍ（ｔ））　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４）（５）取Ｄ　ｅ（ｔ）检测到的各线路零序电流包络线的第一个波峰或波谷，形态峰谷性质与其他线路相反的为故障线路，即若其中一条线路Ｌｊ为波峰（谷），其他线路都为波谷（峰），则线路Ｌｊ为故障线路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：束洪春，王旭，戴月涛，田鑫萃，邬乾晋，秦书硕，白挺玮，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53