受消弧线圈、过渡电阻、环境噪声等因素的影响，谐振接地系统故障信号特征微弱，且基于单一判据构成的故障选线方法难以保证选线结果的可靠性。针对上述问题，提出了一种基于动态时间弯曲（DTW）距离算法-Hilbert包络能量与改进K-means聚类算法的谐振接地系统故障选线方法。基于故障线路与健全线路波形相似度差距较大的原理，采用DTW距离算法定量刻画各线路电流序列之间的波形相似程度；为避免单一判据可能存在的选线盲区，基于故障线路与健全线路的能量系数区分度明显的原理，引入Hilbert包络能量衡量暂态零序电流信号中的高频分量幅值；为增强所提选线方法的数据处理能力与效率，采用改进K-means聚类算法对故障特征数据集进行分类处理，将各条线路的故障信息整理为故障数据集，作为改进K-means聚类算法的输入，聚类算法输出各条线路的聚类标签，依据聚类标签判定故障线路。仿真实验结果表明：①该方法在面对不同过渡电阻、不同故障距离、不同故障初相角、不同线路结构等工况时，均可确保选线结果的准确性；②相较于传统的K-means聚类算法，改进K-means聚类算法将选线准确率提升了3.4%。现场实测数据表明：该方法具有较强的抗噪声干扰能力，能够在强噪声环境下将保护的耐过渡电阻能力提升至3 000 Ω。

0 引言
1 DTW距离算法
2 Hilbert包络能量
3改进K-means聚类算法
3.1初始聚类中心的改进
3.2更新聚类中心的优化
4故障选线方法流程
5仿真实验验证
5.1仿真模型搭建与参数设置
5.2仿真实验结果分析
5.3选线方法适用性验证
5.3.1不同过渡电阻
5.3.2不同故障距离
5.3.3不同故障初相角
5.3.4不同线路结构
5.3.5不同聚类算法选线效果对比分析
6 现场实验验证
7结论

张昭喜,张宏乐,黄衍法,等.基于DTW-Hilbert与改进K-means的谐振接地系统故障选线方法[J/OL].工矿自动化,1-11[2024-11-21].https://doi.org/10.13272/j.issn.1671-251x.2024090076.