[發(fā)明專(zhuān)利]一種低壓用戶非侵入式電弧故障精準(zhǔn)檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110571290.5
• 申請(qǐng)日: 2021-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113281625B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 欒文鵬;林建利;劉博;余貽鑫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/12
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種低壓用戶非侵入式電弧故障精準(zhǔn)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：預(yù)設(shè)包含全部電器的正常特征樣本數(shù)據(jù)庫(kù)、故障電弧特征數(shù)據(jù)庫(kù)的全部電器全特征樣本數(shù)據(jù)庫(kù)；同時(shí)初始化預(yù)先設(shè)置的相關(guān)參數(shù)，包括初始時(shí)窗的穩(wěn)態(tài)特征、初始用戶負(fù)荷構(gòu)成；

步驟2：采集用戶入戶處的采集用戶入戶處的用戶總電流和端電壓，同時(shí)采用小波包閾值去噪方法對(duì)采集的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

步驟3：針對(duì)用戶總電流信號(hào)，捕捉穩(wěn)態(tài)時(shí)窗，進(jìn)行特征計(jì)算，包括電流變化率與有效值比值（CRC），根據(jù)電流變化率與有效值比值（CRC）特征，并結(jié)合所述的故障電弧特征數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)故障電弧；

步驟4：判斷故障電弧是否存在，如果存在故障電弧，則執(zhí)行步驟5，否則執(zhí)行步驟6；

步驟5：判斷當(dāng)前時(shí)窗的穩(wěn)態(tài)特征是否發(fā)生變化，如果存在變化，則返回步驟2，否則執(zhí)行步驟8；

步驟6：利用電流模式匹配方法實(shí)現(xiàn)用戶負(fù)荷分解得到用戶負(fù)荷構(gòu)成，所述用戶負(fù)荷構(gòu)成是指低壓配電系統(tǒng)內(nèi)各電器開(kāi)關(guān)的各種工作狀態(tài)；

步驟7：記錄當(dāng)前時(shí)窗的用戶負(fù)荷構(gòu)成與此刻的穩(wěn)態(tài)特征，返回步驟2；

步驟8：判斷當(dāng)前時(shí)窗的負(fù)荷構(gòu)成是否已知，若已知?jiǎng)t執(zhí)行步驟9，否則返回步驟2；

步驟9：根據(jù)步驟6獲得的用戶負(fù)荷構(gòu)成，計(jì)算電流零休時(shí)間（ZCP）特征，根據(jù)電流變化率與有效值比值（CRC）和電流零休時(shí)間（ZCP）特征列出處于運(yùn)行狀態(tài)的電器的全特征樣本矩陣；根據(jù)所述的運(yùn)行電器的全特征樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，得到對(duì)應(yīng)運(yùn)行電器總電流；比較不同電器故障組合總電流與此時(shí)用戶真實(shí)總電流波形的相似度，其中最佳匹配結(jié)果即為電弧電流分解結(jié)果；

步驟10：根據(jù)電弧電流分解結(jié)果，得到發(fā)生電弧故障的電器；

步驟11：根據(jù)發(fā)生電弧故障的電器，回溯故障所在的電路分支，實(shí)現(xiàn)電弧故障所在支路定位；

步驟12：發(fā)出故障告警及故障支路信息，觸發(fā)相關(guān)斷路器動(dòng)作切除電弧故障所在支路，返回步驟2或是結(jié)束檢測(cè)；

對(duì)于步驟3，實(shí)現(xiàn)捕捉穩(wěn)態(tài)時(shí)窗采用的規(guī)則是通過(guò)時(shí)間序列連續(xù)14個(gè)半波功率極差小于指定閾值規(guī)則；

對(duì)于步驟7，所述的穩(wěn)態(tài)特征包括當(dāng)前時(shí)窗的用戶負(fù)荷的總平均功率、總電流有效值、總電流基波有效值；

對(duì)于步驟9，比較不同電器故障組合總電流與此時(shí)用戶真實(shí)總電流波形的相似度的方法是：采用時(shí)間序列間歐氏距離來(lái)比較全特征樣本矩陣分解得到的不同電器故障組合總電流與真實(shí)總電流之間的相似度計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓用戶非侵入式電弧故障精準(zhǔn)檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)于步驟1，預(yù)設(shè)的全部電器的正常特征樣本數(shù)據(jù)庫(kù)、故障電弧特征數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行電器的全特征樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，所述電器是指低壓用戶常見(jiàn)電器，包括電熱水壺、電熱水器、空調(diào)、電磁爐、白熾燈、電吹風(fēng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓用戶非侵入式電弧故障精準(zhǔn)檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)于步驟4，判斷故障電弧是否存在的方法是：按GB-14287.4-1014標(biāo)準(zhǔn)，如果存在連續(xù)14個(gè)半波均存在電流變化率與有效值比值（CRC）超過(guò)10倍該指標(biāo)的均方根值，則判斷此時(shí)存在電弧故障。