Hilbert-Huang变换在配电馈线接地故障测距中的应用

"基于Hilbert-Huang变换的配电馈线接地故障测距" 本文主要探讨了配电馈线中单相接地故障的测距方法，特别关注了基于Hilbert-Huang变换（HHT）的行波测距技术。在配电网中，单相接地故障是最常见的类型，可能导致铁磁谐振、PT烧损甚至两相接地故障，因此快速定位故障至关重要。 目前，接地故障定位主要有注入法和行波法。注入法依赖于FTU（馈线终端单元）收集的数据，如零序电流的能量相似性和相关性，或者通过构建描述矩阵来定位故障区段。另一种方法是根据线路各监测点的三相电流幅值变化来设定阈值。此外，小波变换也被用来识别零序电流的突变方向，并通过遗传迭代提高定位准确性。改进阻抗法结合单端电压和电流值也能用于测距。小波包变换和神经网络则能更精确地提取行波特征并提高定位精度。在小电阻接地系统中，可以通过频谱校正法构建故障特征集，结合XGBoost算法进行单端测距。当中性点采用消弧线圈与小电阻并联接地时，小电阻的电流行波也能用于测距。四分法有助于减少时间误差对测距精度的影响，而历史数据和专家系统可用于故障诊断。经验模态分解（EMD）和集合经验模态分解（CEMD）则被用于行波波头检测。 文章的核心是Hilbert-Huang变换在检测暂态电流行波波头中的应用。HHT是一种非线性、非平稳信号分析方法，特别适合处理复杂、瞬态的电力系统信号。它结合了经验模态分解（EMD）和希尔伯特变换，能够自适应地提取信号的局部特征，从而准确捕捉行波波头的到达时刻。在图1所示的电力线路模型中，当故障发生在点F时，故障电压引起的行波会向两端传播，通过对模分量的分析，可以确定行波传播时间和故障位置。 通过HHT，可以更精确地识别行波传播的时间，进而计算出故障点距离测量端M的距离。这种方法减少了对通信系统的需求，提高了故障定位的实时性和准确性，对于提升配电网的运行可靠性具有显著意义。未来的研究可能会进一步优化HHT算法，以适应更复杂的电网环境和更高的故障定位要求。