本发明属于电力，具体涉及一种基于自适应比率的故障判相方法，尤其是一种能够快速准确判别电力接地或短路故障类型的方法。该方法根据电压故障后降低的各相比率得到自适应的统一判断比率，并结合故障相相位差进行两相故障的细节区分。
背景技术：
1、故障选相是继电保护中的一个关键环节，其快速准确地选相对于确保输电线路安全和电力系统稳定有着积极意义；选相也是精确故障测距的重要一环。
2、现有故障录波装置和保护装置都要求对电力故障进行故障类型判断和测距分析。准确故障判相是故障定位的前提，目前故障判相算法主要采用工频相电流差突变量选相和序分量选相，主要对高压输电线路有效；对中低压系统来说，电压和电流变化并不规则，与经典的高压系统电力模型不符，因此很难准确选相。
3、突变量选相由于电压异常或弱电源侧造成电压升高、电流异常，通过电流线路无法判相、电压非故障相升高或部分降低，也无法准确判断。序量法由于非故障相电压升高或电流降低，造成序量分析值和相位都不准确，无法得到正确结果。
4、另外，接地故障使用零序判断时，受接地电阻大小的影响，零序变化范围由于没有统一判断阀值，或出现相反的极端情况，容易造成误判。
5、现有技术中，一篇公开号为cn100388581 c的发明专利，公开了一种防止变压器差动保护误动的分相差流方法，其通过变压器差动保护中的三相差动电流ida、idb、idc分别与变压器y0侧零序电流3io构成比率制动元件，当比率值小于整定值k时，判相应相差动电流为区外故障引起的误差电流，对相应相比率差动保护进行制动，防止变压器差动保护误动。该发明可完全避免y0侧区外接地故障导致的变压器差动保护误动，且不影响区内故障情况下差动保护的正确动作。
6、另一篇公开号为cn1614849a的发明专利，公开了一种防止变压器保护误动的变换分相零序故障分量制动方法，用除去零序故障分量的变压器y0侧的三相电流故障分量分别与该侧零序电流故障分量构成比率制动元件，当比率值小于整定值时，输出相应相的制动信号，对变压器比率差动保护进行制动。应用该方案，可完全避免三相电流互感器误差不一致时，y0侧区外接地故障导致的变压器差动保护误动，也可防止其他非内部故障情况下，零序电流造成的差动不平衡电流导致的变压器差动保护误动作。
7、上述方案中虽然提及了用除去零序分量的变压器y0侧的三相电流故障分量分别与该侧零序电流故障分量构成比率制动元件，但是上述方案中，其变压器差动保护所用到的比率是除以该侧零序电流故障分量而得到，因此，仍然无法避免零序异常带来的弊端。
技术实现思路
1、在下文中给出了关于本发明实施例的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
2、为解决上述技术问题，本发明所采用的思路是，基于故障前后电压有效值比率和相位差实现自动判断方法：根据电压故障后降低的各相比率得到自适应的统一判断比率，并进行数据异常的前期预处理，使得比率更具备有效性，并结合故障相相位差进行两相接地短路的细节区分。通过该方案，能够有效避免突变量选相和序量法各自的缺陷，结果更准确。该方案不仅适用于高压系统，对中低压系统也适用。
3、具体的，本发明提供一种比率自适应电力故障判相方法，其包括：
4、步骤1：针对待判断的线路和突变点，获取故障点前后一周波电压电流采样值；
5、步骤2：根据电压电流采样值确定电压和电流变化比率，具体如下：
6、计算三相电压故障突变点后一周波与前周波基波有效值比率rmsrati：
7、rmsrati＝rmsi_after/rmsi_before；
8、其中，i为自然数，表示a、b、c三相，rmsrati为i相故障突变点后一周波与前周波的基波有效值比率，rmsi_after为故障突变点后一周波基波有效值，rmsi_before为故障突变点前一周波基波有效值。i相指的是三相电中的其中一相，三相电通常标记为a、b、c三相，因此将三相电压故障突变点后一周波与前周波基波有效值比率分别记为rmsrata、rmsratb、rmsratc；rmsrati即为电压和电流变化比率；
9、步骤3：数据预处理：
10、如果i相故障突变点后一周波与前周波的基波有效值比率rmsrati>1，表明故障后电压异常增大，则用故障前采样值的正常值代替之后采样值，设置该i相的基波有效值比率为1；防止电压异常升高对统一比率的干扰，程序如下：
11、若rmsrati>1.02，则rmsi_after＝rmsi_before，rmsrati＝1；否则不变。
12、进行了数据预处理后，有效排除了异常偏大比率的计算干扰，使得综合的比率更准确有效。
13、步骤4：计算自适应的综合比率rmsratavg，作为各相比率平均值：
14、rmsratavg＝(rmsrata+rmsratb+rmsratc)/3。
15、综合比率可以看作是三相比率的平均线，低于平均线的为故障相，能适应各种故障情况。
16、步骤5：根据步骤4的综合比率rmsratavg进行故障相别判断，i相故障突变点后一周波与前周波的基波有效值比率低于综合比率rmsratavg，则该i相为故障相。
17、进一步的，所述步骤5根据步骤4的综合比率rmsratavg进行故障相别判断包括：
18、步骤51：首先进行三相故障判别。电压三相故障具体判断方法是：每相rmsrati<(rmsratavg+0.99)/2。三相故障为电力系统较少发生的故障类型，先进行判断处理。
19、步骤52：每相基波有效值比率与rmsratavg比较，若小于rmsratavg则为故障相别之一；标记故障相别，统计确定是单相故障还是两相故障。
20、作为一种实施方案，所述步骤52标记故障相别，统计确定是单相故障还是两相故障，具体包括：
21、若为两相故障，则计算故障两相相位差是否为35度内，若是则为两相短路，否则为两线接地故障，可以避免采用零序阀值误判；
22、若为单相故障，则为单相接地故障；
23、若无故障相别，则输出无故障。
24、特别的，如果为重合闸点故障判断，可以将故障突变点前电压电流替换为正常时段的电压电流，然后依照上述判断方法，也可以得到正确重合闸故障相别。具体的，针对重合闸点故障判断，对步骤3的数据预处理过程修改如下：
25、如果i相故障突变点后一周波与前周波的基波有效值比率rmsrati>1，则用将故障突变点前电压电流替换为之后正常时段的电压电流值，设置该i相的基波有效值比率为1。
26、其他步骤与上述比率自适应电力故障判相方法相同。
27、本发明的方案可适用于各种电压等级，得到准确故障类型。通过数据预处理，避免电压单相比率对综合比率造成影响；采用自适应的三相统一比率，自动形成判断比较标准，随故障严重程度会自动浮动比较值，自动判断比率情况得到准确故障相别。对两相故障，通过故障后相位差比较，有效避免通过零序判断两相接地短路的阀值设置大小不合适的缺陷，有效区分接地和短路情况。
28、综上，本发明采用上述方案实现一种比率自适应的电力故障判相方法，通过单相比率进行数据预处理后，建立自适应的统一判断比率，每相比率与统一比率比较确定该相是否为故障相，最后采用故障后两相相位差而非零序来区分接地与短路故障，有效避免了各种阀值过大或过小带来的缺陷和零序异常带来的弊端。
1.一种比率自适应电力故障判相方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种比率自适应电力故障判相方法，其特征在于：所述步骤5根据步骤4的综合比率rmsratavg进行故障相别判断包括：
3.根据权利要求2所述的一种比率自适应电力故障判相方法，其特征在于：所述步骤5还包括：
4.根据权利要求3所述的一种比率自适应电力故障判相方法，其特征在于：所述步骤52中标记故障相别，统计确定是单相故障还是两相故障，具体包括：若为两相故障，则计算故障两相相位差是否为35度内，若是则为两相短路，否则为两线接地故障；
