本发明涉及中压配电，尤其涉及一种高阻接地故障录波方法。
背景技术：
：：1、中压配电网接地故障的有效识别与定位是保障其可靠、稳定运行的重要举措。为了准确定位中压配电网接地故障，需要使用故障录波设备有效的获取故障波形，根据故障波形定位故障位置。2、传统录波方法往往采用检测零序电压、电流有效值的变化值的方式，当变化值大于阈值时启动故障录波。然而在发生高阻接地故障时，零序电压、电流幅值的变化不明显，检测零序电压、电流变化的录波方法往往难以判断是否发生，导致录波拒动的情况时有发生；此外，电缆型配电线难以检测电压，无法使用零序电压作为录波启动依据。因此，如何在高阻接地故障发生的情况下仅采用零序/三相电流作为启动依据保证录波的准确启动具有重要的应用意义。技术实现思路1、本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种高阻接地故障录波方法，解决了传统的录波方法往往因高阻接地故障导致零序电压和电流的变化不明显，难以准确判断是否发生故障，无法及时记录故障波形的问题，实现了在高阻接地故障发生时仅依靠三相电流准确启动故障录波，提升了保证了录波的准确性；仅使用电流作为启动依据减少对其他参数（如电压）的依赖，增强录波启动方法可靠性。2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。3、一种高阻接地故障录波方法，包括以下步骤。4、s1：故障录波设备采集线路三相电流数据。5、s2：若有任意相电流频谱熵大于熵阈值，则故障录波设备在三相电流有效值方差变化量大于变化阈值时启动录波；若三相电流频谱熵均小于或等于熵阈值，则执行以下步骤。6、s2-1：故障录波设备计算三相电流各个时刻的瞬时频率。7、s2-2：根据所得三相电流各个时刻的瞬时频率，计算指定时间间隔下三相电流各个时刻的瞬时频率变化率。8、s2-3：根据所得三相电流各个时刻的瞬时频率变化率，在四分之一个时间间隔窗口下计算滑动平均值。9、s2-4：在滑动平均值大于启动阈值时启动录波。10、优选地，所述步骤s2中频谱熵为电流傅里叶变换频谱的信息熵。11、优选地，所述s2-1中瞬时频率为复数域下瞬时频率。12、优选地，所述s2-2、s2-3中时间间隔为工频电流周期。13、优选地，所述频谱熵entropy_specphase的计算公式如下。14、。15、。16、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>r</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>o</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>p</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>y</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>_</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>p</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>p</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>h</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle></mrow></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>−</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>=</mi><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>pfi</mi><mi>phase</mi></msub><mi>[</mi><mi>i</mi><mi>]*log(</mi><msub><mi>pfi</mi><mi>phase</mi></msub><mi>[</mi><mi>i</mi><mi>])</mi></mrow></mstyle></mstyle></mstyle>。17、式中，phase代表相位，可为a、b或c相；iphase为phase相的电流序列；dft(·)表示离散傅里叶变换函数；abs(·)为求绝对值函数；fiphase表示phase相电流的频谱序列；sum(·)表示序列求和函数；pfiphase表示放缩处理后的phase相电流的频谱序列；n表示pfiphase的长度。18、三相电流有效值方差变化量variance_val计算公式如下。19、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mi>ibefore</mi><mi>phase</mi></msub><mi>=</mi><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>m</mi><mi>/</mi><mn>2</mn></mrow></mfrac><mi>*</mi><msqrt><mstyledisplaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>=</mi><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>m</mi><mi>/</mi><mn>2</mn></mrow></munderover><mrow><msub><mi>i</mi><mi>phase</mi></msub><mi>[</mi><mi>i</mi><mi>]</mi></mrow></mstyle><mi>*</mi><msub><mi>i</mi><mi>phase</mi></msub><mi>[</mi><mi>i</mi><mi>]</mi></msqrt></mstyle>。20、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mi>iafter</mi><mi>phase</mi></msub><mi>=</mi><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>m</mi><mi>/</mi><mn>2</mn></mrow></mfrac><mi>*</mi><msqrt><mstyledisplaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>=</mi><mi>m</mi><mi>/</mi><mn>2</mn></mrow><mi>m</mi></munderover><mrow><msub><mi>i</mi><mi>phase</mi></msub><mi>[</mi><mi>i</mi><mi>]</mi></mrow></mstyle><mi>*</mi><msub><mi>i</mi><mi>phase</mi></msub><mi>[</mi><mi>i</mi><mi>]</mi></msqrt></mstyle>。21、。22、式中ibeforephase为phase相电流前半段的有效值；iafterphase为phase相电流后半段的有效值；val(·)为求方差函数；m表示iphase的长度。23、熵阈值、变化阈值均由人为设定。24、优选地，所述三相电流各个时刻瞬时频率infrequencyphase计算公式如下。25、。26、。27、。28、。29、。30、式中，phase代表相位，可为a、b或c相；iphase为phase相的电流序列；dft(·)表示离散傅里叶变换函数；abs(·)为求绝对值函数；fiphase表示phase相电流的频谱序列；angle(·)为求弧度角函数；piphase为phase相电流相位谱；pinewphase为重新计算得到的phase相电流相位谱；%为取余运算符；dift(·)为离散傅里叶反变换函数；j表示虚数单位。31、优选地，所述指定时间间隔time_interval、三相电流各个时刻的瞬时频率变化率infrequency_varratephase的计算公式如下。32、。33、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mtablecolumnalign="left"><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>f</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>r</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>q</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>y</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>_</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>v</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>r</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>r</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>p</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>h</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle></mrow></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle></mstyle></mtd></mtr><mtr><mtd><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>f</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>r</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>q</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>y</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>p</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>h</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle></mrow></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mo>+</mo></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>m</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>_</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>r</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>v</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>l</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>/</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>f</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>r</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>q</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>u</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>c</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>y</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><msub><mrow/><mrow><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>p</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>h</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle></mrow></msub></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>,</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi><</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>l</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>−</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>m</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>_</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>r</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>v</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>l</mi></mstyle></mstyle></mtd></mtr></mtable></mstyle>。34、式中，fs代表故障录波设备采样率；fc代表工频频率50hz；l代表瞬时频率infrequencyphase的序列长度；i代表序列索引。35、优选地，所述滑动平均值序列avgphase计算公式如下。36、。37、<mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>w</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>d</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>o</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>_</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>q</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>1</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>1</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>,</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>w</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>d</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>o</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>_</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>s</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>q</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>[</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>m</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>_</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>i</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>t</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>e</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>r</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>v</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>a</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>l</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>/</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>4</mn></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>]</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mi>−</mi></mstyle><mstyledisplaystyle="true"mathcolor="#000000"><mn>1</mn></mstyle></mstyle>。38、。39、式中，zeros(·)表示根据输入数值生成指定维度的矩阵；windos_seq为1×time_interval/4的矩阵，第一列元素为1，第time_interval/4列元素为-1，其余元素为0；angle(·)为求弧度角函数；*表示卷积运算。40、启动阈值由人为设定。41、本发明的有益技术效果：仅使用电流作为启动依据，能够在高阻抗接地故障发生时依然准确地启动录波。这意味着即使零序电压和电流的变化不明显，也能及时记录故障事件，为后续的故障分析提供可靠的数据支持。本方法可捕捉到高阻接地等难以被传统方法捕获的故障情况，有助于更准确地定位故障位置和原因，进而优化故障的诊断和处理过程。实时监测是确保电力系统正常运行和安全性的关键。本方法适用于电缆型配电线路，可靠性与适用性较强。当前第1页12当前第1页12