[发明专利]一种应用非工频暂态分量的配电网故障选线方法

摘要

本发明公开了一种应用希尔伯特黄变换变换(HHT)提取单相故障零序电流非工频暂态故障分量特征进行故障选线的新方法。该方法利用HHT对各馈线故障零序电流进行EMD分解，得到各个馈线零序电流的IMF分量。进而根据希尔伯特变换构造解析信号，求取各个馈线零序电流瞬时幅值和频率，通过剔除各馈线零序电流瞬时频率中工频分量，得到非工频故障分量。根据故障线路非工频故障分量幅值大于非故障线路，极性与非故障线路相反的特征形成选线判据。该选线方法不受消弧线圈影响，可适用于不接地、经消弧线圈接地和经高阻接地系统；可适用架空线路或电缆线路，也可适用电缆架空混合线路选线结果表明该方法应用于小电流单相接地故障选线准确可靠。

主权项

1.一种应用非工频暂态分量的配电网故障选线方法，利用希尔伯特黄变换(HHT)提取零序电流故障后的非工频暂态故障特征分量，根据故障后故障线路的非工频暂态分量与非故障线路非工频暂态分量极性相反，故障线路非工频暂态分量幅值明显大于非故障线路的故障特征，对小电流接地系统单相接地故障进行快速选线，按如下步骤实现：(1)当母线零序电压瞬时值u(t)大于KU，故障选线装置立即启动，记录故障后1个周期波形各馈线零序电流x(t)，其中K取值0.15，U表示母线额定电压；(2)应用HHT对各个馈线故障后1/10周波内零序电流x(t)进行经验模态分解(Empirical Mode Decomposition，简称EMD)，分解出本征模态函数(Intrinsic ModeFunction，简称IMF)。具体的分解过程如下：a.根据零序电流信号x(t)的局部极大值和局部极小值求出其上包络线和下包络线的平均值m₁；b.将原数据序列减去平均包络后即可得到一个去掉低频的新数据序列h₁＝x(t)-m₁；判断h₁是否为IMF条件，若不满足，将h₁看作新的x(t)，重复上述处理过程，直到h₁满足IMF条件时，记c₁＝h₁，视为IMF1；c.将r＝x(t)-h₁看作新的x(t)，重复以上(1)和(2)步骤，即可依次得到IMF2，IMF3，…，直到c_n或r满足给定的终止条件时筛选结束；最后，原始的数据序列x(t)即可由这些IMF分量以及一个均值或趋势项r表示；x(t)=Σi=1nci+r]]>(3)对故障零序电流分解出的IMF进行Hilbert变换求取各种瞬时频率成分对于任一连续的时间信号X(t)，其Hilbert变换定义为：Y(t)=1π∫-∞+∞X(τ)t-τdτ]]>X(t)和Y(t)形成复共轭对，由其构成的解析信号为：Z(t)＝X(t)+jY(t)＝a(t)e^jθ(t)a(t)=X2(t)+Y2(t)]]>θ(t)＝arctan[Y(t)/X(t)]式中：a(t)为瞬时振幅；θ(t)为相位，根据求取瞬时频率；(4)根据所得各种瞬时频率成分剔除工频分量，得各馈线故障后1/10周波内零序电流非工频暂态分量。