需求解析

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技术研发指南

配电终端发展到如今遗留的唯一难点是单相接地故障的检测。我国配电网中常用的接地方式有中性点不接地、经小电阻接地,以及经消弧线圈接地。对于经高阻接地,过渡电流很小的情况下,目前难以做到高准确率判断出接地故障,专业检测通过难度大。因此,研究出高准确识别单相接地故障算法显得尤为重要。

现有接地故障识别算法识别率不高,在真型实验验证中在70%左右,在专业检测中30%左右。需要对故障的相关数据进行采集与标注,手工提取特征对故障进行分类,但特征提取难度大、耗时长且繁琐。

(1)监视电压互感器二次侧开口零序电压,当电压超过门限值时启动下面的故障选线步骤;

(2)定位故障时刻,读取各条线路故障前半个周波和故障后3个周波的零序电流采样数据;

(3)对各路出线零序电流采样数据进行集合经验模态分解(eemd),将信号分解成若干本征模态函数imf分量和剩余分量,之后,对各层imf分量分别进行希尔伯特变换求出相关参数,包括瞬时相位,瞬时频率和瞬时幅值,将瞬时幅值平方得到瞬时能量,将时间、瞬时频率、瞬时能量组成希尔伯特谱,将希尔伯特谱对时间积分得到希尔伯特边际谱,计算各路出线希尔伯特边际谱0-10hz低频段、250hz以上高频段瞬时能量和,选出能量最大的两条线路作为初选线路;

(4)对两条初选线路本征模态函数imf的故障后首半波部分作希尔伯特变换,计算每个imf的瞬时频率平均值,选择瞬时频率平均值高于250hz的imf分量重构零序电流的高频分量,将两条线路的高频分量作内积,若内积为负,则能量最大的初选线路为故障线路,若内积为正,则为母线故障,输出选线结果,选线结束。

进行高准确率单相接地识别算法研究,应用于10000组实测样本数据,综合识别率准确度不低于85%。

(1)新选线方法在整体数据处理上采用了eemd分解方法。eemd能自适应地将零序电流信号分解为多个本征模态函数用于故障特性提取,避免了传统小波分析法选线小波基函数不易选取的问题和emd方法可能存在模态混叠的缺陷。

(2)将衰减直流分量与高频分量同时用于故障线路初选,减小了故障合闸角对选线准确性的影响。

(3)故障线路初选使用边际谱能量法能够有效滤除暂态能量低、幅值小的非故障线路;在出线故障时,故障线路初选即可有效区分故障与非故障线路。

(4)高频分量法能对信号的高频部分实现自适应重构,使用高频重构信号进行极性比较,增强了有效信号的幅值,保证了极性比较的可靠性。

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