本申请涉及故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法。
背景技术：
我国配电网广泛采用中性点非有效接地方式，中性点非有效接地方式有效的提高供电的可靠性。但当发生单相接地故障时，由于故障电流特征微弱，电弧不稳定等原因，一直存在选线问题。
申请号cn202010220325.6公开了一种基于梯度提升树算法的配电网单相接地故障选线方法，通过将故障后线路零序电流采样值进行数据处理，得到每条线路归一化后的零序电流采样值数据，然后将每条线路的电流数据分别作为梯度提升树模型的输入，将梯度提升树模型的输出最大值对应的线路选为故障线路，最终实现选线。该方法利用工频零序电流选线，但当零序电流中含有较强直流分量时由于电流互感器饱和引起波形畸变而容易带来选线失效问题。
申请号cn201910840780.3公开了一种小电流接地故障选线方法，采用小波包变换和傅里叶变换对零序电流信号进行特征参数提取，运用模糊自修正算法优化支持向量机模型，进行多判据融合，完成接地故障选线。但该方法利用小波分析进行选线，具有一定的适用性，但是容易受小波基函数及分解尺度等因素的影响。
文献《馈电开关用电弧性单相接地保护方法的研究》提出了一种基于稳态零序电压和暂态零序电流首半波积分的馈电开关用电弧性接地保护新方法，该方法用工频零序电压和暂态零序电流在暂态首半波是否为同向来判断故障线路，但实际工况下，高阻接地和间歇性接地等故障时工频零序电压存在变化很小而检测不到的情况。
选线方法主要包括稳态信号法、注入法及暂态信号法。其中，稳态信号法主要困难是故障电流微弱，容易受电弧不稳定性的影响，因此测得的信号可靠性不高，容易产生误判；人工注入法在现场应用中有一定的效果，但不能检测瞬时性和间歇性故障，且需要增加信号注入设备，投资大；暂态信号法由于故障特征明显，且不受消弧线圈及电弧不稳定的影响；总的来说，目前从不同角度对暂态信号的幅值和相位进行比较来确定故障线路，在高阻接地、间歇性接地故障工况下易发生误判。
技术实现要素：
本申请提供了一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，以解决高阻接地及间歇性接地故障选线准确性降低的问题。
本申请提供了一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，包括以下步骤：
s1：获取三相电压的高频噪声幅值、零序电压的高频噪声幅值和零序电流信号的高频噪声幅值；
s2：实时监测三相电压的高频信号幅值和所述零序电压的高频信号幅值；根据单相接地故障条件判定电力系统是否发生单相接地故障；
s3：若发生单相接地故障，根据接地故障相条件判断接地故障相；
s4：确定第一选线检测区段，并在所述第一选线检测区段内查找所述零序电流的高频信号绝对值最大值；
s5：根据所述零序电流的高频信号绝对值最大值确定第二选线检测区段，在所述第二选线检测区段计算各线路零序暂态极性特征值；
s6：在所述第二选线检测区段内，如只存在一条线路的零序暂态极性特征值为正，判定该线路为疑似故障线路；
s7：如连续2～5个所述第二选线检测区段判定的疑似故障线路为同一线路，判定该线路为故障线路，否则判定为母线接地。
可选的，所述零序暂态极性特征值计算公式如下：
其中，pn为第n条线路的零序暂态极性特征值；t为所述时间段内高频信号采样值个数；ugk为故障相电压高频脉冲信号在所述时间段内的第k个高频信号值；ink为第n条线路零序电流高频信号在所述时间段内的第k个高频信号值。
可选的，所述单相接地故障条件为当所述三相电压的高频信号幅值达到所述三相电压的高频噪声幅值2倍或以上，并且所述零序电压的高频信号幅值达到所述零序电压的高频噪声幅值2倍或以上，即可判定电力系统发生单相接地故障。
可选的，所述接地故障相条件为当所述三相电压高频信号中的任一相电压高频信号与所述零序电压高频信号同相位；其余两相电压高频信号同相位且与所述零序电压高频信号相差在
可选的，确定第一选线检测区段步骤包括：
选取零序电流中零休结束时刻为起始时刻，所述零休时刻后工频电流达到首个峰值时刻为终点时刻；
根据所述起始时刻和所述终点时刻确定该时间段为所述第一选线检测区段。
可选的，确定所述第二选线检测区段步骤包括：
所述第一选线检测区段起始时刻到查找出所述零序电流高频信号绝对值最大值的时刻中，出现首个零序电流高频信号过零时刻为第二选线检测区段起始时刻；所述零序电流高频信号绝对值最大值时刻为第二选线检测区段终点时刻；
根据所述起始时刻和所述终点时刻确定该时间段为所述第二选线检测区段。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，方法包括获取三相电压的高频噪声幅值、零序电压的高频噪声幅值和零序电流信号的高频噪声幅值；实时监测三相电压的高频信号幅值和所述零序电压的高频信号幅值；根据单相接地故障条件判定电力系统是否发生单相接地故障；若发生单相接地故障，根据接地故障相条件判断接地故障相；确定第一选线检测区段，并在所述第一选线检测区段内查找所述零序电流的高频信号绝对值最大值；根据所述零序电流的高频信号绝对值最大值确定第二选线检测区段，在所述第二选线检测区段计算各线路零序暂态极性特征值；在所述第二选线检测区段内，如只存在一条线路的零序暂态极性特征值为正，判定该线路为疑似故障线路；如连续2～5个所述第二选线检测区段判定的疑似故障线路为同一线路，判定该线路为故障线路，否则判定为母线接地。一方面，本申请克服了以工频电压幅值、相位特征进行故障判别及判相的传统方法难以判别高阻接地故障的问题；另一方面，可以提高当前采用工频电压、工频电流进行选线时选线准确率。本发明提供的故障判别及选线方法，在高阻接地故障、间歇性接地故障等情况下，仍能够准确选线。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
参见图1，为一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法的流程图。本申请提供的一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，包括以下步骤：
在电力系统正常运行时，测量并获取电力系统三相电压的高频噪声幅值、零序电压的高频噪声幅值和零序电流信号的高频噪声幅值；
进一步地，可以利用高频电压监测传感器实时监测三相电压的高频信号幅值和所述零序电压的高频信号幅值；根据单相接地故障条件判定电力系统是否发生单相接地故障；所述单相接地故障条件为当所述三相电压的高频信号幅值达到所述三相电压的高频噪声幅值2倍或以上，并且所述零序电压的高频信号幅值达到所述零序电压的高频噪声幅值2倍或以上，即可判定电力系统发生单相接地故障。
进一步地，若发生单相接地故障，根据接地故障相条件判断接地故障相；所述接地故障相条件为当所述三相电压高频信号中的任一相电压高频信号与所述零序电压高频信号同相位；其余两相电压高频信号同相位且与所述零序电压高频信号相差在
进一步地，利用高频零序电流传感器测量线路中的零序电流；分别选取任一个零序电流中零休结束时刻为起始时刻，所述零休时刻后工频电流达到首个峰值时刻为终点时刻；根据所述起始时刻和所述终点时刻确定该时间段为第一选线检测区段。确定第一选线检测区段后，并在所述第一选线检测区段内查找所述零序电流的高频信号绝对值最大值；
进一步地，所述第一选线检测区段起始时刻到查找出所述零序电流高频信号绝对值最大值的时刻中，出现首个零序电流高频信号过零时刻为第二选线检测区段起始时刻；所述零序电流高频信号绝对值最大值时刻为第二选线检测区段终点时刻；根据所述起始时刻和所述终点时刻确定该时间段为所述第二选线检测区段。根据所述零序电流的高频信号绝对值最大值确定第二选线检测区段，在所述第二选线检测区段计算各线路零序暂态极性特征值；
进一步地，在所述第二选线检测区段内，如只存在一条线路的零序暂态极性特征值为正，判定该线路为疑似故障线路；
进一步地，如连续2～5个所述第二选线检测区段判定的疑似故障线路为同一线路，判定该线路为故障线路，否则判定为母线接地。
进一步地，所述零序暂态极性特征值计算公式如下：
其中，pn为第n条线路的零序暂态极性特征值；t为所述时间段内高频信号采样值个数；ugk为故障相电压高频脉冲信号在所述时间段内的第k个高频信号值；ink为第n条线路零序电流高频信号在所述时间段内的第k个高频信号值。
进一步，可以利用选线装置获取高频电压监测传感器和高频零序电流传感器采集的电压和电流信号，根据本申请提供的方法，判断发生接地故障线路。例如，高频电压监测传感器一端与母线a、b、c三相连接，若母线下设有n条配电线路，零序电流分别为i01、i02、……、i0n，c相线路1发生接地故障，c相电压为uc，根据本申请，依据零序电流突变量超过预设值后故障相电压和零序电流的高频信号极性一致性即可完成选线。
本申请提供了一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，方法包括获取三相电压的高频噪声幅值、零序电压的高频噪声幅值和零序电流信号的高频噪声幅值；实时监测三相电压的高频信号幅值和所述零序电压的高频信号幅值；根据单相接地故障条件判定电力系统是否发生单相接地故障；若发生单相接地故障，根据接地故障相条件判断接地故障相；确定第一选线检测区段，并在所述第一选线检测区段内查找所述零序电流的高频信号绝对值最大值；根据所述零序电流的高频信号绝对值最大值确定第二选线检测区段，在所述第二选线检测区段计算各线路零序暂态极性特征值；在所述第二选线检测区段内，如只存在一条线路的零序暂态极性特征值为正，判定该线路为疑似故障线路；如连续2～5个所述第二选线检测区段判定的疑似故障线路为同一线路，判定该线路为故障线路，否则判定为母线接地。一方面，本申请克服了以工频电压幅值、相位特征进行故障判别及判相的传统方法难以判别高阻接地故障的问题；另一方面，可以提高当前采用工频电压、工频电流进行选线时选线准确率。本申请提供了对电力系统进行故障判别以及选线方法，在高阻接地故障、间歇性接地故障等情况下，仍能够准确选线。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。
1.一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1：获取三相电压的高频噪声幅值、零序电压的高频噪声幅值和零序电流信号的高频噪声幅值；
s2：实时监测三相电压的高频信号幅值和所述零序电压的高频信号幅值；根据单相接地故障条件判定电力系统是否发生单相接地故障；
s3：若发生单相接地故障，根据接地故障相条件判断接地故障相；
s4：确定第一选线检测区段，并在所述第一选线检测区段内查找所述零序电流的高频信号绝对值最大值；
s5：根据所述零序电流的高频信号绝对值最大值确定第二选线检测区段，在所述第二选线检测区段计算各线路零序暂态极性特征值；
s6：在所述第二选线检测区段内，如只存在一条线路的零序暂态极性特征值为正，判定该线路为疑似故障线路；
s7：如连续2～5个所述第二选线检测区段判定的疑似故障线路为同一线路，判定该线路为故障线路，否则判定为母线接地。
2.根据权利要求1所述的一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，其特征在于，所述零序暂态极性特征值计算公式如下：
其中，pn为第n条线路的零序暂态极性特征值；t为所述时间段内高频信号采样值个数；ugk为故障相电压高频脉冲信号在所述时间段内的第k个高频信号值；ink为第n条线路零序电流高频信号在所述时间段内的第k个高频信号值。
3.根据权利要求1所述的一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，其特征在于，所述单相接地故障条件为当所述三相电压的高频信号幅值达到所述三相电压的高频噪声幅值2倍或以上，并且所述零序电压的高频信号幅值达到所述零序电压的高频噪声幅值2倍或以上，即可判定电力系统发生单相接地故障。
4.根据权利要求1所述的一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，其特征在于，所述接地故障相条件为当所述三相电压高频信号中的任一相电压高频信号与所述零序电压高频信号同相位；其余两相电压高频信号同相位且与所述零序电压高频信号相差在
5.根据权利要求1所述的一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，其特征在于，确定第一选线检测区段步骤包括：
选取零序电流中零休结束时刻为起始时刻，所述零休时刻后工频电流达到首个峰值时刻为终点时刻；
根据所述起始时刻和所述终点时刻确定该时间段为所述第一选线检测区段。
6.根据权利要求1所述的一种基于接地故障电弧电流零休暂态特征信号的选线方法，其特征在于，确定所述第二选线检测区段步骤包括：
所述第一选线检测区段起始时刻到查找出所述零序电流高频信号绝对值最大值的时刻中，出现首个零序电流高频信号过零时刻为第二选线检测区段起始时刻；所述零序电流高频信号绝对值最大值时刻为第二选线检测区段终点时刻；
根据所述起始时刻和所述终点时刻确定该时间段为所述第二选线检测区段。
技术总结