基于HHT和SVM的諧振接地系統(tǒng)故障選線新方法

郭謀發(fā)，王鵬，楊耿杰

(福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，福建福州350108)

基于HHT和SVM的諧振接地系統(tǒng)故障選線新方法

郭謀發(fā)，王鵬，楊耿杰

(福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，福建福州350108)

諧振接地系統(tǒng)不同類型單相接地故障的暫態(tài)過程差異性較大，難有普適的暫態(tài)選線方法。分析諧振接地系統(tǒng)在三種典型故障條件下的暫態(tài)特征，將單相接地故障類型分為強(qiáng)接地故障、小角度接地故障和弱接地故障;定義頻譜能量比例因子P、暫態(tài)因子T和Hilbert時(shí)頻熵S等故障特征量，并采用支持向量機(jī)對(duì)故障進(jìn)行分類。對(duì)不同類型的故障構(gòu)造相應(yīng)的選線判據(jù)，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的接地選線。仿真結(jié)果表明，該選線方法能適應(yīng)各種故障條件及影響因素，具有選線準(zhǔn)確、裕度高等特點(diǎn)。

諧振接地系統(tǒng);接地選線;故障分類;故障暫態(tài)特征;HHT;SVM

1 引言

諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于故障電流微弱、電弧不穩(wěn)定且受故障發(fā)生時(shí)刻和過渡電阻等隨機(jī)因素的影響，一直缺乏可靠的接地故障選線方法。由于故障情況復(fù)雜以及受線路結(jié)構(gòu)參數(shù)、互感器非線性特性、電磁干擾等因素影響，故障暫態(tài)零序電流的頻譜特性、能量分布和衰減特性有著很大的差異［1-5］，單一固定的暫態(tài)選線方法往往存在選線死區(qū)，難以實(shí)現(xiàn)各種故障情況下的正確選線。有必要根據(jù)暫態(tài)特性對(duì)單相接地故障進(jìn)行模式分類，依據(jù)不同故障類型分別設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的判據(jù)，實(shí)現(xiàn)多判據(jù)選線［6-8］。有學(xué)者采用故障暫態(tài)零序電流信號(hào)的能量求取能譜熵，并結(jié)合能譜熵測(cè)度及飽和熵等實(shí)現(xiàn)故障分類和自適應(yīng)選線［9］。但故障分類的依據(jù)、用于故障類型分類的有效特征量的定義、故障類型的智能分類方法及各類型故障對(duì)應(yīng)的選線判據(jù)等都有待進(jìn)一步研究。

本文在分析典型接地故障的基礎(chǔ)上，結(jié)合HHT定義三個(gè)表征故障類型的故障特征量，利用SVM實(shí)現(xiàn)故障分類，對(duì)不同類型故障分別設(shè)計(jì)有針對(duì)性的單相接地選線判據(jù)，提高了選線的準(zhǔn)確性和裕度。

2 HHT時(shí)頻分析法

希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huang Transform，HHT)是具有一定自適應(yīng)性的時(shí)頻分析方法，有良好的時(shí)頻聚集性和時(shí)頻分辨率，適合于分析非線性、非平穩(wěn)信號(hào)的局部動(dòng)態(tài)行為和特性［10，11］。HHT需考慮采樣頻率、數(shù)據(jù)窗、邊界條件及模態(tài)混疊等問題。通過集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解［12，13］(Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD)方法提取各線路單相接地故障暫態(tài)零序電流的固有模態(tài)函數(shù)IMF，對(duì)IMF進(jìn)行HHT變換，求得零序電流的瞬時(shí)頻率及瞬時(shí)幅值，進(jìn)而得到其Hilbert時(shí)頻譜及Hilbert邊際譜。Hilbert時(shí)頻譜和Hilbert邊際譜分別用于生成表征不同類型接地故障的特征量:Hilbert時(shí)頻熵S及頻譜能量比例因子P。

對(duì)于具有非平穩(wěn)、非線性特性的故障暫態(tài)零序電流信號(hào)，其不同IMF分量在不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)頻率可能相同。若直接利用原始信號(hào)EEMD后的IMF分量做原始信號(hào)的各頻帶分量，就會(huì)存在頻率混亂問題。用三維Hilbert時(shí)頻譜做原始信號(hào)的頻帶劃分也因存在信號(hào)極性無(wú)法正確反映的問題，不適用于接地選線。采用HHT濾波器［14］可準(zhǔn)確濾出不同頻帶內(nèi)的故障暫態(tài)零序電流分量，獲得不同頻段上的故障特征量并構(gòu)造選線判據(jù)。

3 單相接地故障分類

3.1 仿真模型

采用MATLAB的SPS工具箱搭建諧振接地系統(tǒng)仿真模型，如圖1所示。T為110/10kV主變壓器，TZ為Z型變壓器。架空線路正序參數(shù)為:R1= 0.125Ω/km，C1=0.0096μF/km，L1=1.3mH/km;架空線路零序參數(shù)為:R0=0.275Ω/km，C0= 0.0054μF/km，L0=4.6mH/km。電纜線路正序參數(shù)為:R1=0.27Ω/km，C1=0.339μF/km，L1= 0.255mH/km;電纜線路零序參數(shù)為:R0=2.7Ω/ km，C0=0.28μF/km，L0=1.019mH/km。消弧線圈過補(bǔ)償度設(shè)為5%，算得RL=3.59Ω，L=0.3811H。

圖1 諧振接地系統(tǒng)仿真模型Fig.1Simulation model of NES

3.2 典型故障分析

以圖1所示諧振接地系統(tǒng)為例，分析單相接地故障的三種典型情況，取半個(gè)周波的故障暫態(tài)零序電流數(shù)據(jù)，總點(diǎn)數(shù)為200個(gè)。

當(dāng)接地故障發(fā)生在相電壓過峰值附近且過渡電阻較小時(shí)，系統(tǒng)零序電流暫態(tài)過程明顯，暫態(tài)零序電流在系統(tǒng)選定頻帶［5］(89～662Hz)范圍內(nèi)的能量較大，故障線路和非故障線路極性相反。

線路發(fā)生相電壓過峰值的高阻接地故障時(shí)，隨著過渡電阻的增加故障暫態(tài)零序電流的主頻段向低頻移動(dòng)。當(dāng)過渡電阻較大時(shí)，故障暫態(tài)零序電流存在一個(gè)幅值緩慢上升到穩(wěn)態(tài)的過程，其能量主要集中在低頻段。由于消弧線圈的作用，故障線路與非故障線路的故障暫態(tài)零序電流存在明顯的相位偏移。

線路在相電壓過零點(diǎn)附近發(fā)生小電阻接地故障時(shí)，系統(tǒng)將產(chǎn)生僅流過消弧線圈和故障線路的衰減直流分量，造成故障線路暫態(tài)零序電流發(fā)生明顯的倒相，極性判據(jù)難以使用。當(dāng)母線故障時(shí)，該直流分量直接流入消弧線圈而不流過任何線路。

3.3 故障分類方法

根據(jù)以上典型故障分析，將諧振接地系統(tǒng)單相接地故障分為三類［8］。

(1)強(qiáng)接地故障

當(dāng)發(fā)生相電壓過峰值附近的小電阻接地故障時(shí)，線路暫態(tài)零序電流主要由暫態(tài)電容電流組成，零序電流幅值較大，能量主要集中在高頻部分。一般認(rèn)為故障初相角不小于60°，過渡電阻不大于800Ω的單相接地故障為強(qiáng)接地故障。

(2)小角度接地故障

當(dāng)發(fā)生相電壓過零附近的接地故障時(shí)，線路零序電流幅值較小，且由于消弧線圈的作用，故障線路將流過衰減直流分量，造成故障零序電流發(fā)生明顯的倒相。一般認(rèn)為故障初相角不大于30°的單相接地故障為小角度故障。

(3)弱接地故障

強(qiáng)接地故障和小角度接地故障以外的故障定義為弱接地故障，弱接地故障的故障初相角為30°～60°，或故障初相角較大且過渡電阻大于800Ω。此時(shí)線路故障暫態(tài)零序電流幅值較小，頻率分布在多個(gè)頻段上。系統(tǒng)發(fā)生接地初相角為30°～60°的小電阻接地故障時(shí)，故障線路零序電流存在一定的倒相。當(dāng)過渡電阻較大時(shí)，由于消弧線圈的影響增強(qiáng)，故障線路和非故障線路暫態(tài)零序電流存在明顯的相位偏移。

用于故障分類的方法較多，本文根據(jù)諧振接地系統(tǒng)單相接地故障的特點(diǎn)，采用支持向量機(jī)(Support Vector Machine，SVM)對(duì)故障類別進(jìn)行分類。提出了用于實(shí)現(xiàn)故障分類的頻譜能量比例因子P、暫態(tài)因子T和Hilbert時(shí)頻熵S。求P和S時(shí)，數(shù)據(jù)窗均取半個(gè)工頻周期，求T時(shí)，數(shù)據(jù)窗取1個(gè)工頻周期。其中，頻譜能量比例因子P定義如下:

頻譜能量比例因子P反映了故障暫態(tài)零序電流信號(hào)在選定頻帶范圍內(nèi)的能量分布，主要受故障初相角大小的影響。當(dāng)故障初相角較小時(shí)，故障線路零序電流主要由電感電流構(gòu)成，頻率較低;隨著故障初相角的增加，電容電流影響增強(qiáng)，故障電流主頻段向高頻帶移動(dòng)，故障線路在選定頻帶范圍內(nèi)能量的比重增加。

暫態(tài)因子T定義如下:

暫態(tài)因子T主要受過渡電阻大小的影響。當(dāng)過渡電阻較小時(shí)，故障暫態(tài)零序電流存在一個(gè)明顯的暫態(tài)過程，第1個(gè)工頻周波內(nèi)前半周波零序電流幅值是后半周波零序電流幅值的幾倍甚至幾十倍;當(dāng)過渡電阻較大時(shí)，故障零序電流不存在明顯的暫態(tài)過程，其緩慢上升至穩(wěn)態(tài)。

Hilbert時(shí)頻熵S的定義如下:

不同故障暫態(tài)零序電流信號(hào)的Hilbert時(shí)頻譜的能量分布有較大的差異，信息熵能夠很好地反映出差異的概率分布均勻程度。Hilbert時(shí)頻熵受各種不同故障條件共同影響，可反映不同故障暫態(tài)零序電流信號(hào)在時(shí)頻譜分布上的細(xì)微差異。

由圖1模型仿真得到72組故障暫態(tài)零序電流波形，其所屬的故障類別:強(qiáng)接地故障、小角度接地故障及弱接地故障的數(shù)量均勻分布。求得72組P、T和S，作為SVM網(wǎng)絡(luò)的輸入故障特征量。隨機(jī)取出36組作為訓(xùn)練集，其余36組作為測(cè)試集，并確定訓(xùn)練集和測(cè)試集的故障類別。采用訓(xùn)練集和訓(xùn)練集故障類別對(duì)SVM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，確定網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)懲罰參數(shù)c和最優(yōu)核函數(shù)參數(shù)g，使得網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)效果最好。參數(shù)選擇結(jié)果如圖2所示。

圖2 參數(shù)選擇結(jié)果圖Fig.2Results of parameter selection

在c=181.0193，g=0.088388的情況下，用SVM對(duì)測(cè)試集做故障類型分類，準(zhǔn)確率可達(dá)94.4444%，如圖2所示。采用測(cè)試集和測(cè)試集故障類別對(duì)SVM網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)效果進(jìn)行驗(yàn)證，縱坐標(biāo)類型標(biāo)簽“1”、“2”、“3”分別表示強(qiáng)接地故障、小角度接地故障和弱接地故障。其預(yù)測(cè)結(jié)果如圖3所示。

圖3 測(cè)試集的實(shí)際分類和預(yù)測(cè)分類圖Fig.3Results of true classification and forecasted classification for test collection

由圖3可知，強(qiáng)接地故障測(cè)試樣本數(shù)為14，2個(gè)測(cè)試樣本發(fā)生誤判;小角度接地故障測(cè)試樣本數(shù)為8，1個(gè)測(cè)試樣本發(fā)生誤判;弱接地故障測(cè)試樣本數(shù)為14，2個(gè)測(cè)試樣本發(fā)生誤判;在c=181.0193，g=0.088388的情況下，分類準(zhǔn)確率達(dá)到86.1%。采用SVM對(duì)故障進(jìn)行分類時(shí)，在各類故障間的交界區(qū)域會(huì)發(fā)生誤分類現(xiàn)象，但3類故障的選線判據(jù)都有一定裕度，在故障交界區(qū)域也能準(zhǔn)確地選出故障線路。因此，交接區(qū)域故障類型的誤分類對(duì)選線準(zhǔn)確性的影響可忽略不計(jì)。

4 故障分類選線方法

4.1 故障選線判據(jù)

(1)強(qiáng)接地故障

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)接地故障時(shí)，采用極性比較判據(jù)進(jìn)行選線。定義系統(tǒng)的選定頻帶為特征頻帶，利用HHT帶通濾波器濾出零序電流在選定頻帶范圍內(nèi)的波形，選擇Hilbert邊際譜在全頻帶范圍內(nèi)幅值累加和最大的三條線路作為備選線路，幅值累加和最大的線路為故障備選線路，極性比較判據(jù)公式為

式中，Iim為故障備選線路i暫態(tài)零序電流在選定頻帶范圍內(nèi)波形的第m個(gè)采樣值;Ikm為第k條備選線路暫態(tài)零序電流在選定頻帶范圍內(nèi)波形的第m個(gè)采樣值，k=［1，2，3］;n為故障暫態(tài)零序電流采樣點(diǎn)數(shù)。

若所有的pki＜0且pii＞0，則故障備選線路i故障;若所有的pki＞0，則母線故障;若僅有第k條線路的pki＜0，則線路k故障。此為故障選線第一判據(jù)。

(2)小角度接地故障

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生小角度接地故障時(shí)，采用幅值比較判據(jù)進(jìn)行選線。提取各線路暫態(tài)零序電流的衰減直流分量，當(dāng)衰減直流分量的最大幅值小于0.1A時(shí)，判定母線故障;當(dāng)衰減直流分量的最大幅值大于等于0.1A時(shí)，衰減直流分量幅值最大的三條線路選為備選線路，然后判斷衰減直流分量幅值最大線路的幅值是否大于其余二條線路的幅值之和，若大于，則衰減直流分量幅值最大的線路為故障線路，否則母線故障。此為故障選線第二判據(jù)。

(3)弱接地故障

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生弱接地故障時(shí)，采用能量比較判據(jù)進(jìn)行選線。用HHT低通濾波器濾出0～3000Hz范圍內(nèi)各線路的故障暫態(tài)零序電流波形，計(jì)算各線路濾波后暫態(tài)零序電流的平方和作為暫態(tài)零序電流能量。暫態(tài)零序電流能量最大的三條線路選為備選線路，判斷暫態(tài)零序電流能量最大線路的能量是否大于其余兩條線路的能量之和，若大于，則暫態(tài)零序電流能量最大的線路為故障線路，否則母線故障。此為選線第三判據(jù)。

4.2 故障分類選線方法

諧振接地系統(tǒng)故障分類選線方法如下:

(1)選定頻帶的計(jì)算。根據(jù)系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和線路參數(shù)，計(jì)算諧振接地系統(tǒng)的選定頻帶。

(2)確定接地故障發(fā)生的時(shí)刻，記錄故障發(fā)生后各條線路暫態(tài)零序電流首個(gè)工頻周波的波形。啟動(dòng)故障選線算法，對(duì)各條線路半個(gè)工頻周波暫態(tài)零序電流波形進(jìn)行EEMD分解和Hilbert變換，求出各線路特征頻帶內(nèi)暫態(tài)零序電流的Hilbert時(shí)頻譜和Hilbert邊際譜。

(3)計(jì)算P、T和S，采用SVM確定單相接地故障類型。

(4)根據(jù)不同的接地故障類型，選用相應(yīng)的選線判據(jù)。

選線流程如圖4所示。

圖4 選線方法流程圖Fig.4Flowchart of fault line detection

5 選線方法適應(yīng)性驗(yàn)證

利用圖1所示的仿真模型，考慮不同故障情況，仿真驗(yàn)證所提選線方法的有效性。

5.1 典型故障條件

線路1在距離母線7km處發(fā)生B相接地故障，此時(shí)相電壓過峰值(t=0.02s)，過渡電阻2Ω。取所有線路故障后半個(gè)工頻周波的零序電流進(jìn)行EEMD分解，對(duì)其各階IMF分量做Hilbert變換，得到各線路暫態(tài)零序電流的Hilbert時(shí)頻譜和Hilbert邊際譜。Hilbert時(shí)頻譜將零序電流信號(hào)幅值表示為三維空間中時(shí)間與瞬時(shí)頻率的函數(shù)。

計(jì)算各比例因子得P=0.7562，T=4.0866，S= 6.4299，由SVM分類方法判定系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)接地故障。取選定頻帶(89～662Hz)為系統(tǒng)的特征頻帶，通過HHT帶通濾波器濾出零序電流在特征頻帶內(nèi)的波形。

由選線第一判據(jù)確定線路1、線路3和線路5為備選線路，線路1為故障備選線路;極性判據(jù)的計(jì)算結(jié)果為:P11=3.0445×105，P31=－0.9317×105，P51=－0.9965×105，判定線路1為故障線路。

不同線路在不同故障位置、不同過渡電阻、不同故障合閘角情況下的選線結(jié)果見表1。表1中，Lm為故障線路;Xf為故障點(diǎn)與母線間的距離;Rf為過渡電阻;θ為故障合閘角;C為故障類型，“強(qiáng)”代表強(qiáng)接地故障，“弱”代表弱接地故障，“小”代表小角度接地故障;R為選線結(jié)果，數(shù)字代表線路號(hào)。

表1 故障選線結(jié)果Tab.1Results of fault line detection

5.2 間歇性電弧故障

間歇性電弧接地是諧振接地系統(tǒng)中常發(fā)生的一類故障，依據(jù)工頻熄弧理論建立仿真模型，模擬B相三次燃弧二次熄弧，弧道電阻2Ω，選線結(jié)果見表2。

表2 間歇性電弧故障選線結(jié)果Tab.2Results of intermittent arc fault line detection

5.3 不同的補(bǔ)償度

10kV諧振接地系統(tǒng)消弧線圈的過補(bǔ)償度p一般設(shè)為5%～10%，用7%和10%兩種過補(bǔ)償度驗(yàn)證選線方法的準(zhǔn)確性。線路1在距離母線14km處，不同補(bǔ)償度情況下的故障選線結(jié)果見表3。

表3 不同補(bǔ)償度情況下故障選線結(jié)果Tab.3Results of fault line detection with different compensation degree

5.4 抗干擾能力

對(duì)母線零序電壓和各線路零序電流施加信噪比為30dB的高斯白噪聲。線路2在距離母線11km處，不同故障條件下的選線結(jié)果見表4。

表4 疊加噪聲的故障選線結(jié)果Tab.4Results of fault line detection with noise

5.5 信號(hào)采樣不同步

實(shí)際工程中存在對(duì)故障信號(hào)采樣不同步的問題，使各線路故障暫態(tài)零序電流波形間存在相位差，將影響選線。線路3、線路4滯后線路1、線路2的采樣點(diǎn)數(shù)為10個(gè)，線路5、線路6滯后線路1、線路2的采樣點(diǎn)數(shù)為15個(gè)。線路3在距離母線9km處，不同故障條件下的選線結(jié)果見表5。

表5 采樣不同步情況下的故障選線結(jié)果Tab.5Results of fault line detection with asynchronous sampling

6 結(jié)論

諧振接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，求取各線路故障暫態(tài)零序電流的頻譜能量比例因子P、暫態(tài)因子T和Hilbert時(shí)頻熵S，將其作為故障特征量，利用SVM進(jìn)行故障分類。針對(duì)強(qiáng)接地故障、小角度接地故障及弱接地故障等不同的故障類型，采用與之對(duì)應(yīng)的選線判據(jù)選出故障線路。理論分析和對(duì)典型故障、電弧故障、不同補(bǔ)償度、噪聲干擾、采樣不同步等情況的仿真結(jié)果表明，該選線方法能適應(yīng)工程應(yīng)用中可能存在的影響因素，具有魯棒性好、選線準(zhǔn)確、可靠等特點(diǎn)。

［1］張新慧，薛永端，潘貞存，等(Zhang Xinhui，Xue Yongduan，Pan Zhencun，et al.).單相接地故障零模暫態(tài)特征的仿真分析(Simulative analysis of zero model transient characteristics for single-phase grounding fault)［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備(Electric Power Automation E-quipment)，2007，27(12):39-43.

［2］束洪春，彭仕欣(Shu Hongchun，Peng Shixin).配網(wǎng)纜線混合線路故障選線相對(duì)能量法(Faulty line detection by relative energy method for hybrid transmission lines)［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備(Electric Power Automation Equipment)，2009，29(11):1-5.

［3］張海申，何正友，張鈞(Zhang Haishen，He Zhengyou，Zhang Jun).諧振接地系統(tǒng)單相接地故障頻譜特征分析(Frequency spectrum characteristic analysis of singlephase grounding fault in resonant grounded systems)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化(Automation of Electric Power Systems)，2012，36(6):79-83.

［4］張偉剛，張保會(huì)(Zhang Weigang，Zhang Baohui).中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)的相頻特性(Phasefrequency characteristics of zero sequence network in neutral indirectly grounding power system)［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備(Electric Power Automation Equipment)，2010，30(3):71-75.

［5］B Li.Technology of fault line selection for single-phaseto-earth fault in small current grounding system［J］.Nonlinear Dynamics，2012，67(3):2111-2122.

［6］郭謀發(fā)，楊耿杰，黃世遠(yuǎn)(Guo Moufa，Yang Gengjie，Huang Shiyuan).諧振接地系統(tǒng)暫態(tài)特征自適應(yīng)故障選線方法(Adaptive faulty line selection based on transient characteristics for resonant earthing system)［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備(Electric Power Automation Equipment)，2012，32(10):35-41.

［7］戴劍鋒，張艷霞(Dai Jianfeng，Zhang Yanxia).基于多頻帶分析的自適應(yīng)配電網(wǎng)故障選線研究(Study on adaptively choosing fault line under single-phase to ground fault based on analysis of multi-frequency bands)［J］.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)(Proceedings of the CSEE)，2003，23(5):44-47.

［8］潘露，呂艷萍，于芳，等(Pan Lu，Lv Yanping，Yu Fang，et al.).基于相頻特性與多頻帶分析的小電流接地系統(tǒng)故障選線(Fault line selection in non-solidly earthed network based on phase-frequency characteristic and multi-frequency band analysis)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化(Automation of Electric Power Systems)，2007，31 (4):76-79.

［9］王清亮，付周興(Wang Qingliang，F(xiàn)u Zhouxing).基于能譜熵測(cè)度的自適應(yīng)單相接地故障選線方法(An adaptive method for single-phase-to-ground fault line selection based on energy entropy measure)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化(Automation of Electric Power Systems)，2012，36(5):103-107.

［10］李天云，趙妍，季小慧，等(Li Tianyun，Zhao Yan，Ji Xiaohui，et al.).HHT方法在電力系統(tǒng)故障信號(hào)分析中的應(yīng)用(Application of HHT method for analysis of fault signal in electric power system)［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)(Transactions of China Electrotechnical Society)，2005，20(6):87-91.

［11］康忠健，李丹丹，劉曉林(Kang Zhongjian，Li Dandan，Liu Xiaolin).應(yīng)用非工頻暫態(tài)分量的配電網(wǎng)故障選線方法(Faulty line selection with non-power frequency transient components of distribution network)［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備(Electric Power Automation Equipment)，2011，31(4):1-6.

(，cont.on p.80)(，cont.from p.73)

［12］時(shí)世晨(Shi Shichen).EEMD時(shí)頻分析方法研究和仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)(Research of time-frequency method based on EEMD and simulation system design)［D］.上海:華東師范大學(xué)(Shanghai:East China Normal University)，2011.

［13］王勝濤(Wang Shengtao).基于EEMD的冠脈狹窄舒張期心音分析算法研究(Research of diastolic murmurs for coronary artery stenosis based on EEMD)［D］.杭州:杭州電子科技大學(xué)(Hangzhou:Hanngzhou Dianzi University)，2011.

［14］戴亮(Dai Liang).HHT濾波特性在sEMG信號(hào)濾波中的應(yīng)用(HHT transform and its application to sEMG signal processing)［J］.江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)(Journal of Jiangsu University of Science and Technology，Natural Science Edition)，2011，25(3): 249-252.

New approach to detect fault line in resonant grounded system based on HHT and SVM

GUO Mou-fa，WANG Peng，YANG Geng-jie
(College of Electrical Engineering and Automation，F(xiàn)uzhou University，F(xiàn)uzhou 350108，China)

The transient processes of different types signal-phase-to-earth fault in resonant grounded system are different，thus it is very difficult to find a generally applicable method.By analyzing the transient characteristic of resonant grounded system in three special fault conditions，the single-phase-to-earth fault is divided into strong grounded fault，small-angle grounded fault and weak grounded fault.Define spectrum energy scaling factor P，transient factor T and Hilbert time-frequency entropy S as the fault characteristics，and use support vector machine to classify fault category.Build up the proper line detection criterions for different fault categories to achieve targeted grounding line detection.Simulation results show that the proposed approach for fault line detection could adapt to various fault conditions and influence factors and has the characteristics of high margin and veracity.

resonant grounded system;fault line detection;fault classification;transient fault characteristics;Hilbert-Huang transform;support vector machine

TM711

A

1003-3076(2014)09-0068-06

2013-03-05

郭謀發(fā)(1973-)，男，福建籍，副教授，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化;王鵬(1988-)，男，福建籍，碩士研究生，研究方向?yàn)榕潆娋W(wǎng)自動(dòng)化。