一种基于终端供电电压波形的串联电弧故障检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113970678A(43)申请公布日2022.01.25(21)申请号202111209802.X(22)申请日2021.10.18(71)申请人上海华建电力设备股份有限公司地址201314上海市浦东新区新场镇沪南公路7929号(72)发明人王晓辉王琦胡静张锋(51)Int.Cl.G01R31/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称（、一种基于终端供电电压波形的串联电弧故），计算对称能量障检测方法(57)摘要值（），根本发明提供一种基于终端供电电压波形的据瞬时能量值、迭代差能量值及对称能量值特有串联电弧故障检测方法，该方法包括如下步骤：属性判断是否发生了串联电弧故障。位于低压线路的监测终端获取线路电压一个周波的波形，并标注波峰（正的最大值）、波谷（负的最大值）及反向过零点，使用IIR带通滤波器滤除电压波形中的谐波及高频噪声，保留滤波后波峰波谷间的样本值，这些样本值分为两个部分，一个部分为波峰与反向过零点之间的样本值（左窗能量样本），另一个部分为反向过零点与波谷之间的样本值（右窗能量样本），计算每个样本值的平方值（功率值），计算左窗样本及右窗样本的瞬时能量值（功率值之和）及（式中k代表迭代的周期数，例如k为1表示第一个基波周期（50Hz系统为20mS）采样值的计算结果，k为2表示第二个基波周期采样值的计算结果。），计算左窗样本及右窗样本的迭代差能量值及CN113970678ACN113970678A权利要求书1/1页1.一种基于终端供电电压波形的串联电弧故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：位于低压线路的监测终端获取线路电压一个周波的波形，并标注波峰、波谷及反向过零点;步骤S2：使用IIR带通滤波器滤除电压波形中的谐波及高频噪声，保留滤波后波峰波谷间的样本值，这些样本值分为两个部分，一个部分为波峰与反向过零点之间的样本值，即左窗能量样本，另一个部分为反向过零点与波谷之间的样本值，即右窗能量样本；步骤S3：计算每个样本值的平方值，即功率值；步骤S4：计算各个迭代周期的左窗样本瞬时能量值及右窗样本的瞬时能量值；步骤S5：计算左窗样本迭代差能量值及右窗样本的迭代差能量值；步骤S6：计算对称能量值；步骤S7：根据瞬时能量值、迭代差能量值及对称能量值特有属性判断是否发生了串联电弧故障。2.根据权利要求1所述的基于终端供电电压波形的串联电弧故障检测方法，其特征在于，在步骤S2中通过带通滤波及样本截取，获得电源电压波形中能量样本（左窗样本及右窗样本）。3.根据权利要求1所述的基于终端供电电压波形的串联电弧故障检测方法，其特征在于，在步骤S3中通过计算每个样本值的平方值来获得能量样本的功率值。4.根据权利要求1所述的基于终端供电电压波形的串联电弧故障检测方法，其特征在于，在步骤S4中通过计算能量样本的功率值之和来获得左窗样本及右窗样本的瞬时能量值。5.根据权利要求1所述的基于终端供电电压波形的串联电弧故障检测方法，其特征在于，在步骤S5中，通过计算左窗样本及右窗样本相邻周期的瞬时能量值之差来获得左窗样本及右窗样本的迭代差能量值。6.根据权利要求1所述的基于终端供电电压波形的串联电弧故障检测方法，其特征在于，在步骤S6中，通过计算左窗样本及右窗样本同周期的瞬时能量值之差来获得对称能量值。7.根据权利要求1所述的基于终端供电电压波形的串联电弧故障检测方法，其特征在于，在步骤S7中，通过设定瞬时能量值阈值、迭代差能量值阈值及对称能量值阈值，当左窗样本或右窗样本的瞬时能量值大于瞬时能量值阈值及左窗样本或右窗样本的迭代差能量值大于迭代差能量值阈值及对称能量值小于对称能量值阈值同时成立时，则串联电弧故障标志计数加1。2CN113970678A说明书1/3页一种基于终端供电电压波形的串联电弧故障检测方法技术领域[0001]本发明涉及电气工程测量领域，具体是一种串联电弧故障检测方法。背景技术[0002]电弧是一种气体游离放电现象，也是一种等离子体。电弧中的电流从微观上看是电子及正离子在电场作用下移动的结果，其中电子的移动构成电流的主要部分。电弧产生时，会释放大量的热，有可能引燃周围的物品，造成火灾甚至爆炸。[0003]故障电弧按照故障发生位置可分为三类：1)并联故障电弧，该电弧发生在相线与中性线之间，与负载呈并联关系；2)串联故障电弧，该电弧发生在相线或者中性线上，与负载呈串联关系；3)接地故障电弧，该电弧发生在相线或中性线与大地之间，本发明仅对串联故障电弧的检测进行讨论。[0004]串联电弧故障是发生在破损线路或线路与设备连接处的故障电弧，串联电弧发生时，其电弧燃烧产生的高温是引发电气火灾的重要因素之一。由于串联电弧发生时，其故障电流与