基于模糊理论的小电流接地故障选线融合技术研究

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1、弱D∞∞f．0了》3∞～<∽一∞湃宠基于模糊理论的小电流接地故障选线融合技术研究写，"＼张凯，袁兆强，范李平(三峡大学电气信息学院，湖北宜昌443002)摘要：正确的接地故障选线是小电流接地系统存在的一大难题，通常采用的单一故障选线方法只对部分故障信息进行处理，因此选线的可靠性不高。基于这种状况，利用信息融合技术，并以基于信号增强的小波包故障选线法、群体基波比幅比相法、有功法的38接地故障选线方法为例进行了模糊综合评判实例仿真，仿真结果说明针对多种选线方法进行模糊信息融合能够充分发挥各自优势，相互补充．扩大正确选线的范围关键词：模糊理论；小电流接地系统；故障选线；隶属函数；信号增强；信

2、息融合中图分类号：TM711文献标志码：A文章编号：1673—7598(2008)09—0050—05选线应用中的基本思想为：把故障选线中非0即1的O引言绝对隶属关系灵活化，使选线结果对集合的隶属度取值扩充至可取【0，1】区间，用隶属函数表示各故障长期以来电力科研工作者针对小电流接地系选线结果输出的不确定性。选线结果越接近于0代表第统单相接地故障选线问题进行了大量的研究．提出故障可能性越低，选线结果越接近于1代表故障可能36拣了多种解决方案，有的已开发出选线装置并在实际性越高。T作中得到应用。但从现场使用情况来看，这些方法构造一个数值属性输出的选线判据，核心工作第9的选线效果并不十分理

3、想，普遍存在着误选、漏选的之一是如何合理地定义和计算各线路的故障测度及期情况其主要原冈为：1)小电流接地系统发生单相方法权系数隶属度函数接地故障时，受到不同故障线路、故障相别、故障初本文在此引入故障测度的概念，即指各线路表相角、故障点位置以及不同系统接地方式、故障接地现出故障征兆的明显程度度量。结合模糊理论隶属电阻的影响。2)小电流接地电网的自身结构、负荷度函数的定义，可建立各选线方法的故障测度隶属变化及现场状况复杂，故实际应用中针对单一故障函数．即表征在同一选线方法基准下每一条线路表信息的各种选线方法都有其适用范围和局限性，不现出故障特征程度的数值属性描述。同时，可建立各能保证对所有

4、故障类型均有效。因此，对于选线问选线方法的权系数隶属度函数，即表征每一种选线题，仅针对单一故障信息给出一个绝对的选线结果方法表现出的可信程度的数值詹I生描述。设电网中是比较片面的．一种可行的办法是使用多重选线判有n条线路，采用p种选线方法，则对第k(=1，2，⋯，据来构成综合判据，充分利用单一故障信息之间的．r／)条线路采用第P(p=l，2，⋯，凡)种选线方法构造的互补性，提高选线结果的可靠性⋯。故障测度函数为：本文提出的基于模糊理论的小电流单相接地选x(=，()X()(1)线，是利用模糊理论对各种算法进行智能融合，利用式中：)为相对故障测度函数，它反映电网中一条各种算法的互补性，扩大

5、能够正确选线的故障范围，线路的故障测度与其它线路故障测度的比较值；提高选线结果的可靠性。，()为可确定故障测度函数，它反映故障特征量的明显程度1模糊理论的多判据融合选线基本思想1．1小波包选线方法分析当配电网发生单相接地故障时，利用[】b小波包模糊理论具有严密的数学基础，其在模糊故障将流经各线路的暂态零序电流按一定频率宽度进行收稿日期：2008—06一l8作者简介：张凯(1983一)，男，汉旅，湖北f【1I桃人，硕士研究生，从事电力系统继电保护综合自动化方面的研究。分解后，可得到线路的零序电流在各个频段下的信jj0F}——二———二——二=—=二—=—=—=—=—==—=一，=—=～=

6、=]1号。在剔除低频段信号后，对剩余频段下的信号按—0．5占'—__；——亩—1——■——一。式(2)来确定能量最大的频段。-om0E}———三————三———厂／■＼_＼方互—^＼／^／—一＼＼．厂—1=[()](2)0．05r_———r———T——————_1————r———T_———T—-一n一O0o5}I，一-：t^：／，＼-厂·t式中：()为小波包分解第(Ji2)子频段下的系数；为小波包分解在第(，)子频段下的总能量。uoF}二二／＼／＼＼／^——一]J能量最大的频段就是该线路暂态电容电流分布-o·占_————■—茹——茹—最集中的频段．也就是故障特征最明显的频段。但0}——

7、—————／、——～—————一J是。由于暂态电容电流的能量不一定集中在某一个_【】I5【L————方—方—亩—0频段，有可能集中在几个频段，所以将线路在能量较集中的几个频段的总能量定义为式(3)图2暂态零序故障电流在特征频带(4，3)上的小波包分解系数波形，：∑∑)]z(3)i=1j=l0F}——二——二——二——二—＼、1—0．2—芎—_T—击——彦——式中：}()为小波包分解在第(，)子频段下的系u0F}——二—二——二——二—=—√、～