基于指数归一化欧式距离的小电流接地故障区段定位方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114994458A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210528284.6(22)申请日2022.05.16(71)申请人国网吉林省电力有限公司四平供电公司地址136099吉林省四平市铁西区中央西路999号(72)发明人刘刚贾克音王功臣刘俊峰冀石张莹(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公司22100专利代理师白冬冬(51)Int.Cl.G01R31/08(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图8页(54)发明名称基于指数归一化欧式距离的小电流接地故障区段定位方法(57)摘要一种基于指数归一化欧式距离的小电流接地故障区段定位方法，属于电力电缆‑架空线技术领域。本发明的目的是通过指数归一化欧式距离表征配电线路暂态零模电流的相似度，具有高阶的差异信息和单调性，进而准确识别故障区段的基于指数归一化欧式距离的小电流接地故障区段定位方法。本发明的步骤是：各馈线终端同步实时监测馈线上零模电流，当零模电流突变量满足暂态录波启动条件，进行零模电流录波和上传数据；主站接收到多个馈线终端上传的暂态零模电流数据，确定故障馈线；计算故障馈线上各区段两端暂态零模电流序列的指数归一化欧式距离。本发明能够适用于电缆‑架空线混合线路的准确故障区段定位。此外，该方法还具有耐同步误差特性。CN114994458ACN114994458A权利要求书1/1页1.一种基于指数归一化欧式距离的小电流接地故障区段定位方法，其特征在于：其步骤是：S1、各馈线终端同步实时监测馈线上零模电流，当零模电流突变量满足暂态录波启动条件，进行零模电流录波和上传数据；暂态零模电流录波启动条件为连续两次满足零模电流突变量满足如下条件：Δi0(k)＝|i0(k)‑2i0(k‑N1)+i0(k‑2N1)|＞Δi0set(1)其中，Δi0(k)为零模电流突变量；i0(k)为零序电流当前采样值；N1为工频周期采样点数；Δi0set为零模电流突变量设定阈值，由正常运行时的最大零序不平衡电流乘以2～3倍求得；S2、主站接收到多个馈线终端上传的暂态零模电流数据，确定故障馈线；确定故障馈线的方法为：由于故障线路的暂态零模电流远大于非故障线路，且不受消弧线圈影响，所以找出暂态零模电流幅值最大的馈线终端所在馈线，将其判定为故障馈线；S3、计算故障馈线上各区段两端暂态零模电流序列的指数归一化欧式距离dxy，其中距离最大值Max{dxy}对应的区段判定为故障区段；两端暂态零模电流的指数归一化欧式距离dxy计算如下：其中，x和y同为N维的暂态零模电流序列；σ为带宽，由x‑y的标准差确定；||x‑y||为x与y之间欧式距离。2.根据权利要求书1所述的基于指数归一化欧式距离的小电流接地故障区段定位方法，其特征在于：两端暂态零模电流序列的方法：设相邻FTUp和FTUq的暂态零模电流序列分别为i0p＝{i0p1,i0p2,...,i0pN}，i0q＝{i0q1,i0q2,...,i0qN}，两者之间的指数归一化欧式距离dpq1计算如下：其中，σ为带宽，由i0p‑i0q的标准差确定；||i0p‑i0q||为i0p与i0q之间欧式距离；为避免不同线路上暂态零序电流幅值差异大而导致信号距离差异大，传统方法是将信号距离除以两个信号的绝对值之和；i0p与i0q之间欧式距离与两者绝对值之和的比值记作dpq2，用于与度量指标dpq1进行对比；由dpq1和dpq2的定义式可知，i0p与i0q之间相似度越高，则dpq1和dpq2越接近于0。2CN114994458A说明书1/5页基于指数归一化欧式距离的小电流接地故障区段定位方法技术领域[0001]本发明属于电力电缆‑架空线技术领域。背景技术[0002]随着智能配电网建设，基于物联网技术的配电网在线式故障定位系统得到推广应用。主站故障定位系统依靠具有暂态录波功能的馈线终端(FeederTerminalUnit，FTU)，获得各节点的暂态零模电流，用于构建小电流接地故障特征，实现区段故障定位。[0003]相目前，配电线路故障区段定位原理通常是利用故障上游和故障下游的暂态零模电流特性差异大的特点来区分故障区段和非故障区段。基于这一思想的方法有相关系数法、小波奇异熵、暂态重心频率法、动态时间规整法、信号互距离度法等。相关系数法仅仅反映了波形的相似性，无法体现幅值差异，易受不同步影响，在暂态零模电流幅值和频率差异较小，极性相反而引起误判。小波奇异熵、暂态重心频率法需要对故障信号进行预处理，复杂程度相对较高，并且频段选取受故障点位置的影响。由于配电网结构日趋复杂，分支增多，大量电缆‑架空线路混合在一起，以及消弧线圈等影响，单相接地暂态零模电流形状复杂多变。动态时间规整法、互距离度法从信号距离角度