小電流接地系統(tǒng)的故障選線方法的研究

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1、小電流接地系統(tǒng)的故障選線方法的研究摘要：由于小電流接地系統(tǒng)單相接地時故障特征不明顯，且易受諸多因素的影響，單一選線方案不能夠適應(yīng)小電流接地系統(tǒng)的各種情況，目前采用基于D-S證據(jù)理論的信息融合方法進(jìn)行綜合選線。由于各種證據(jù)之間存在著沖突，可能會影響選線結(jié)果，本文在原有應(yīng)用D-S證據(jù)理論選線方法的基礎(chǔ)上，采用處理沖突證據(jù)的組合公式，對比以前的采用D-S證據(jù)理論的選線方法，可以解決證據(jù)之間沖突對選線結(jié)果的影響，提高了選線判斷的準(zhǔn)確性。通過各種情況下的仿真算例驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。關(guān)鍵詞：小電流接地系統(tǒng)；故障選線；沖突證據(jù)組合；信息融合中圖分類號：A715文獻(xiàn)標(biāo)識碼：

2、A引言：我國大多數(shù)配電網(wǎng)均采用中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)，即小電流接地系統(tǒng)，包括中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，由于故障點(diǎn)電流較小，而且不影響對負(fù)荷的正常供電，一般允許繼續(xù)運(yùn)行1～2h[1]。但隨著饋線的增多，電容電流也在增大，長時間運(yùn)行易使故障擴(kuò)大成兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地造成短路?；」饨拥剡€可能引起全系統(tǒng)過電壓，損壞設(shè)備，破壞安全運(yùn)行，應(yīng)及時選出故障線路給予排除。7目前采用選線方法很很多，可以分為基于穩(wěn)態(tài)分量法，暫態(tài)分量法，注入信號法和綜合選線法[2]。由于小電流接地系統(tǒng)單相接地時故障特征不明顯,且易受系統(tǒng)接線、接地方式、線路長短、電纜線徑、負(fù)荷

3、情況、互感器誤差等諸多因素的影響,所以到目前為止,發(fā)展出的各種選線原理都存在著一定的局限性。目前尚沒有任何一種單一選線方案能夠適應(yīng)小電流接地系統(tǒng)的各種情況[3]。多重判據(jù)方法(兩種以上原理為判據(jù))逐漸代替單一判據(jù)方法,增加了選線的可靠性和抗干擾能力,減少受系統(tǒng)運(yùn)行方式、線路長短、接地電阻的影響。采用基于信息融合技術(shù)的先進(jìn)選線方法，大大提高了選線判斷的準(zhǔn)確性。本文在這里采用基于D-S證據(jù)理論的信息融合方法進(jìn)行選線，并采用處理沖突證據(jù)的組合公式，大大提高了選線判斷的準(zhǔn)確性。1D-S證據(jù)理論1.1識別框架在證據(jù)理論中,對一個判決問題的所有可能的判斷結(jié)果的集合稱為識別框架,用

4、表示,其中的元素滿足兩兩互斥,且對被識別對象是完備的。1.2基本概率值和基本概率分配函數(shù)7對于給定識別框架,在的冪集上定義函數(shù),并滿足一定原理?xiàng)l件，這里，基本概率分配函數(shù)或基本信度分配函數(shù),簡稱bpa函數(shù)。則為基本概率值,表示對命題A的信任程度,而則表示分配給不確定的信任程度(簡稱信度)。由于表明了證據(jù)理論將不確定的信度分配給了整個識別框架。1.3Dempster證據(jù)合成規(guī)則證據(jù)理論的基本策略是利用多個證據(jù)對識別框架獨(dú)立進(jìn)行判斷,然后用證據(jù)合成規(guī)則,將多個證據(jù)的判斷結(jié)果組合起來。證據(jù)合成法則是反映證據(jù)聯(lián)合作用的一個法則。2基于證據(jù)可信度加權(quán)平均的組合算法證據(jù)之間的相似

5、度矩陣表征的是各個證據(jù)之間的相似程度。如果一個證據(jù)被其它證據(jù)所支持的程度越高，則表示該證據(jù)的可靠性程度越大，其相應(yīng)的證據(jù)折扣系數(shù)越小；而若該證據(jù)與其它證據(jù)之間的沖突程度越高，則表示該證據(jù)的可靠性程度越小，其相應(yīng)的證據(jù)折扣系數(shù)越大。使用證據(jù)的可信度對各個證據(jù)進(jìn)行折扣加權(quán)平均，可降低不可靠證據(jù)對融合識別結(jié)果的影響，保證融合結(jié)果的合理性。引入文獻(xiàn)[5]中采用的證據(jù)之間的距離公式計算各個證據(jù)之間的相似程度。由證據(jù)之間的距離定義可知：兩個證據(jù)之間的距離越遠(yuǎn)，則表示它們之間互相支持程度就越??；反之，距離越近，7則表示它們之間的互相支持程度就越大。因此,可定義兩個證據(jù)之間的相似度，

6、由此得到了證據(jù)之間的相似度矩陣。對證據(jù)之間的相似度矩陣進(jìn)行了分析,并定義證據(jù)的支持度為對所有的證據(jù)求得各自的支持度,并對每個證據(jù)進(jìn)行歸一化處理,就可以獲得證據(jù)的可信度，通過每個證據(jù)的可信度對每個證據(jù)，進(jìn)行加權(quán)平均，再進(jìn)行D-S證據(jù)組合。3選線方法的實(shí)現(xiàn)電流群體比幅比相原理、基于小波變換的奇異性檢測理論和能量法是目前常用的可靠性高的判斷方法，本文采用方法是先對上述三種算法構(gòu)造相應(yīng)的故障測度[6]，然后采用DS證據(jù)理論對其進(jìn)行融合的方法。證據(jù)理論融合的過程是：首先，建立識別框架，來表征一個判決問題所有可能的結(jié)論。本問題的識別框架就是由母線及各條出線組成的集合。第二，構(gòu)造基

7、本信度分配函數(shù)，首先，對上述三種算法建立故障測度，根據(jù)分配函數(shù)可將故障測度值影射為滿足證據(jù)理論要求的基本信度值。求出對母線，各條出線以及不確定的信任函數(shù)值。第三，證據(jù)融合，按照證據(jù)理論提供的組合算法，實(shí)現(xiàn)對上述三種測度信息的融合。第四，選線決策，建立一定的選線判決規(guī)則，根據(jù)融合后各條線路所具有的綜合故障測度，做出最終選線決策。判定規(guī)則為：故障線路具有最大的信任函數(shù)值并且故障線路的信任函數(shù)值必須大于確定的信任函數(shù)值[7]。7本文中采用如下的組合方法，首先判斷各個證據(jù)的沖突因子，根據(jù)最大的沖突因子判斷是否有沖突證據(jù)，如果沒有，則直接進(jìn)行證據(jù)融合，否則計算