[發(fā)明專利]一種串聯(lián)故障電弧在線檢測方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110380951.6
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113178847A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙懷軍;李靖;翟濤;劉金鵬;蔡寶慶
• 申請（專利權(quán)）人: 西安華瑞網(wǎng)電科技股份有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J13/00;H02H1/00;G01R31/12
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

1.一種串聯(lián)故障電弧檢測保護裝置，其特征是包括負載電流信號采集模塊、電流信號調(diào)理模塊、電壓信號采集模塊、電壓信號調(diào)理模塊、控制輸出單元、單片機模塊以及DSP單元；還包括與單片機模塊相連接的以太網(wǎng)通信單元、復(fù)位電路模塊及報警單元，單片機模塊通過以太網(wǎng)通信單元與上位機相連接；

其中，負載電流信號采集模塊的輸出端與電流信號調(diào)理模塊的輸入端相連接；電壓信號采集模塊的輸出端與電壓信號調(diào)理模塊的輸入端相連接；電流信號調(diào)理模塊、電壓信號調(diào)理模塊的輸出端與DSP單元的輸入端相連接，DSP單元的輸出端與單片機模塊的輸入端相連接，單片機模塊的輸出端與控制輸出單元相連接；

其中單片機模塊通過光電耦合器模塊與報警單元及控制輸出單元相連接，用于識別出串聯(lián)故障電弧信號并發(fā)出斷電控制命令，控制輸出單元用于接收斷電控制命令后切斷負載供電回路電源。

2.如權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)故障電弧檢測保護裝置的在線檢測方法，其特征是包括以下的實施步驟：

步驟一、通過負載電流信號采集模塊連續(xù)采集用電回路中兩個周期電流信號瞬時值x_i、y_i，由DSP單元分別按照公式(1)和(2)計算其有效值Ix_rms、Iy_rms，按照公式(3)、(4)計算零休時間t_x、t_y，按公式(5)計算歸一化零休時間系數(shù)A1，

式中x_i、y_i分別為用電回路電流波形x、y的第i個采樣值；k為電流波形一個周期的總采樣點數(shù)，f_s為電流波形采樣頻率；

步驟二，由DSP單元按公式(6)計算用電回路中x_i、y_i的差值R_i，再通過公式(7)計算其均方差G，通過公式(8)計算G的歸一化方差系數(shù)A2，

R_i＝x_i-y_i i＝1，2，…，N (6)

式中，A2為歸一化方差系數(shù)；

步驟三，由DSP單元根據(jù)模糊控制算法對A1、A2兩個特征變量進行模糊融合以獲得串聯(lián)故障電弧綜合特征識別系數(shù)A0，

具體地，還包括對A1、A2、A0按公式(9)進行模糊推理得到z元素隸屬于A0的隸屬度u_A0′(z)，按公式(10)對u_A0′(z)進行反模糊化處理獲得A0后，進一步與經(jīng)驗閾值l(一般取0.5)比較，若A0小于l，則判定有串聯(lián)故障電弧發(fā)生，反之，則無串聯(lián)故障電弧發(fā)生，

式中，m為Al論城中的元素、u_A1(m)為m隸屬于Al的隸屬度、u_A1′(m)為輸入新元素隸屬于A1的隸屬度、n為A2論域中的元素、u_A2(n)為n隸屬于A2的隸屬度、u_A2′(n)為輸入新元素隸屬于A2′的隸屬度、z為A0論域中的元素、u_A0(z)為z隸屬于A0的隸屬度、u_A0′(z)為u_A1′(m)和u_A2′(n)模糊識別結(jié)果。

3.如權(quán)利要求2所述的串聯(lián)故障電弧在線檢測方法，其特征是，變量模糊集按下表1所示定義，

表1 變量模糊集

4.如權(quán)利要求2所述的串聯(lián)故障電弧在線檢測方法，其特征是，模糊識別規(guī)則按表2所示定義

表2 模糊識別規(guī)則表

5.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)故障電弧檢測保護裝置，其特征是，所述負載電流信號采集模塊為電流互感器。

6.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)故障電弧檢測保護裝置，其特征是，所述電流信號調(diào)理模塊由依次相連接的I/V轉(zhuǎn)換、RC濾波電路、放大電路及限幅電路組成。