[发明专利]一种基于分形维数的交流输电线路区内外故障判别方法

摘要

本发明涉及一种基于分形维数的交流输电线路区内外故障判别方法，属电力系统继电保护技术领域。当交流线路发生故障后，选取故障分量电压，利用新相模变换解耦得到线模电压。取采样频率为1MHz、时间窗为1ms，选取采样序列长度为1000点的离散线模电压信号，以采样盒维数的方法进行分形，求得故障分量电压的分形维数D，根据分形维数区分区内外故障，当D≤1.2时为区外故障，当D>1.2时为区内故障。本发明采样频率为1MHz，时间窗为1ms，所需数据长度较短，计算量小，实时性较好；且只利用单端量判断故障是否发生在区内，无需通道，有较强的实用性。大量仿真结果表明，本发明耐受过渡电阻能力强，适应于不同的故障类型，且效果明显。

主权项

1.一种基于分形维数的交流输电线路区内外故障判别方法，其特征在于按以下步骤进行：1.1高压交流输电线路发生故障后，启动元件立即启动，在短时窗内，测量线路保护处的电压U_i[k]；然后利用差分滤波法，按下式求取相电压故障分量ΔU_i[k]：；式中，i=A，B，C；N_T为工频周期对应采样点数，k表示第1、2、3…N个采样点，U_i[k]为采集到的电压，ΔU_i[k]为相电压故障分量；1.2将电压故障分量ΔU_i[k]代入如下相模变换矩阵，通过相模变换解耦，得到独立的线模电压U₁[k]、U₂[k]：；其中，U₀、U₁、U₂分别为零模故障分量、α模故障分量、β模故障分量，ΔU_A[k]、ΔU_B[k]、ΔU_C[k]分别为线路保护处阻波器端量测到的A、B、C三相电压经傅里叶变换后的频谱；1.3取采样序列长度N为1000点，采用盒维数作为求分形维数的方法，设时间序列,,…,,(i=1,2,…,n)为第i个采样点的采样值，选取采样序列长度内的离散线模电压信号，对步骤1.2得到的线模电压进行分形，求其分形维数D；1.4根据步骤1.3求取的线模电压的分形维数D，进行区内外故障的甄别：当D≤1.2时为区外故障，当D>1.2时为区内故障。