一种电能表后故障检测的方法及电能表技术

本发明专利技术实施例公开了一种电能表后故障检测的方法及电能表，其方法包括：电能表中电能计量芯片的模数转换器输出波形数据；电能表管理模块基于所述波形数据计算出每周波梯度，并对所述每周波梯度进行录波形成录波数据；电能表管理模块采用快速傅里叶变换FFT计算所述录波数据中每周波时域差分，计算出反应波形数据的波形特征值；基于故障判断阈值判断所述波形特征值是否存在表后故障；将存在表后故障的波形特征值提取出，并依据所述波形数据识别出故障判断特征值；基于所述故障判断特征值判断出所对应的故障类型。在本发明专利技术实施例中，使得能够精准通过电表数据的采集就可以实现，并能及时起到响应维护故障，增强用户体验度。

A method of fault detection and energy meter

【技术实现步骤摘要】
一种电能表后故障检测的方法及电能表
本专利技术涉及电力检测
，尤其涉及一种电能表后故障检测的方法及电能表。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，人民日常生活水平的提高，人民对供电可靠性以及供电优质服务有了更高层次的需求，为保障电气安全，提高服务质量，电能表需要为用电客户提供表前稳定电能的同时还需要提供表后线路故障识别。经长期用电数据统计分析来看，目前典型的表后故障包括表后停电、表后过载、表后过流、表后欠压等。其中表后停电识别尤其重要，对于用户而言，无论是计划性停电、临时停电或天气灾难停电、表后故障停电，都会带来生活不便且用电用户专业化程度不高无法识别，容易引发投诉，如停电后对投诉无精准的回复更会导致用户对供电企业的不满。目前电能表尚不具备检测表后故障的能力，因此急需针对电能表的采集数据进行分析，提供更多的表后故障识别等功能研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种电能表后故障检测的方法及电能表，通过相关算法对电能表数据进行分析后，提供一种用于电能表后故障检测的方法。为了解决上述问题，本专利技术提出了一种电能表后故障检测的方法，所述方法包括以下步骤：电能表在上电后，电能表中电能计量芯片的模数转换器输出波形数据；电能表管理模块基于所述波形数据计算出每周波梯度，并对所述每周波梯度进行录波形成录波数据；电能表管理模块采用快速傅里叶变换FFT计算所述录波数据中每周波时域差分，计算出反应波形数据的波形特征值；基于故障判断阈值判断所述波形特征值是否存在表后故障；将存在表后故障的波形特征值提取出，并依据所述波形数据识别出故障判断特征值；基于所述故障判断特征值判断出所对应的故障类型。所述输出波形数据包括：电压波形数据和电流波形数据。所述电能表管理模块基于所述波形数据计算出每周波梯度，并对所述每周波梯度进行录波形成录波数据包括：计算波形数据上每个周波上的波形梯度，所述波形梯度为当前周波采样点和前一个波形采样点的波形变化率；识别出波形梯度变化最大的情况，并记录所述波形梯度变化最大的情况下前四个周波和后四个周波。所述电能表管理模块采用快速傅里叶变换计算所述录波数据中每周波时域差分，计算出反应波形数据的波形特征值包括：对周波所对应的电压值或者电流值进行重采样；对重采样的周波进行时域差分运算得到周波差分序列；对周波差分序列进行FFT得到频谱幅值序列；基于所述频谱幅值序列进行归一化处理得到反应波形数据的波形特征值。所述对周波所对应的电压值或者电流值进行重采样包括：对采样数据进行时域插值处理，将第k个周波的电流采样值ik(g)进行重采样，其中，g＝1,2,…,N′，N′为每个周波的采样点数，所述时域差值处理采用一阶牛顿插值公式，将N′点进行重采样成N点Ik(n)序列，N点是2的幂次，其中n表示第几个采样点，n＝1，2，...，N，其中N为每周波重采样的点数。所述对重采样的周波进行时域差分运算得到周波差分序列包括：令前后周波的电流采样值分别为Ik、Ik-1，计算相邻的两个采样周期的电流波形的差值得到波形差分序列△Ik(n)，其中：△Ik(n)＝Ik(n)-Ik-1(n),n＝1,2,…,N其中k表示第k个周波。所述对周波差分序列进行快速傅里叶变换得到频谱幅值序列包括：对周波差分序列△Ik(n)进行FFT分析得到的频谱幅值序列及对周波序列Ik(n)进行FFT分析得到频谱幅值序列选取前41次谐波的和得到Dk，其中：所述基于所述频谱幅值序列进行归一化处理得到反应波形数据的波形特征值包括：对Dk进行归一化操作，得到反映反映波形特征的特征值Gk，其中：故障电流的累加值所述将存在表后故障的波形特征值提取出，并依据所述波形数据识别出故障判断特征值包括：分别计算所述周波下的电流有效值I、电压有效值U、功率有效值P，用以作为停电、过载、过流、过压、欠压的故障判断特征值。相应的，本专利技术还提出了一种电能表，所述电能表用于执行以上所述的方法。在本专利技术实施例中，本专利技术实施例通过在上电过程中，实现对电能表的数据采集，并采用相应的分析方法实现了表后故障检测过程，保障了电能表能应对停电、表后过载、表后过流、表后欠压等故障的检测机制，使得能够精准通过电表数据的采集就可以实现，能起到快速分析和识别故障，并能及时起到响应维护故障，增强用户体验度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1示出了本专利技术实施例中的电能表后故障检测的方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例所提供的电能表后故障检测的方法，其在电能表在上电后，电能表中电能计量芯片的模数转换器输出波形数据；电能表管理模块基于所述波形数据计算出每周波梯度，并对所述每周波梯度进行录波形成录波数据；电能表管理模块采用快速傅里叶变换FFT计算所述录波数据中每周波时域差分，计算出反应波形数据的波形特征值；基于故障判断阈值判断所述波形特征值是否存在表后故障；将存在表后故障的波形特征值提取出，并依据所述波形数据识别出故障判断特征值；基于所述故障判断特征值判断出所对应的故障类型。具体的，图1示出了本专利技术实施例中的电能表后故障检测的方法流程图，具体步骤如下：S101、电能表在上电后，电能表中电能计量芯片的模数转换器输出波形数据；需要说明的是，这里的输出波形数据包括：电压波形数据、和/或电流波形数据。电能表上电后计量芯片ADC输出电压波形数据、电流波形数据等，模数转换器ADC是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件，需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式。S102、计算波形数据上每个周波上的波形梯度，所述波形梯度为当前周波采样点和前一个波形采样点的波形变化率；计算电压波形、电流波形每一采样点的变化率。这里以电压波形为例，设N个周波的电压波形采样点为n个，求第m个采样点相对于m-1的变化率，电压波形每一采样点的变化率如下(如公式1)：同理，需要求得电流波形的梯度，设N个周波的电流波形采样点为n个，求第m个采样点相对于m-1的变化率，电流波形每一采样点的变化率如下(如公式2)：S103、识别出波形梯度变化最大的情况，并记录所述波形梯度变化最大的情况下前四个周波和后四个周波；...

【技术保护点】
1.一种电能表后故障检测的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n电能表在上电后，电能表中电能计量芯片的模数转换器输出波形数据；/n电能表管理模块基于所述波形数据计算出每周波梯度，并对所述每周波梯度进行录波形成录波数据；/n电能表管理模块采用快速傅里叶变换FFT计算所述录波数据中每周波时域差分，计算出反应波形数据的波形特征值；/n基于故障判断阈值判断所述波形特征值是否存在表后故障；/n将存在表后故障的波形特征值提取出，并依据所述波形数据识别出故障判断特征值；/n基于所述故障判断特征值判断出所对应的故障类型。/n

【技术特征摘要】
1.一种电能表后故障检测的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
电能表在上电后，电能表中电能计量芯片的模数转换器输出波形数据；
电能表管理模块基于所述波形数据计算出每周波梯度，并对所述每周波梯度进行录波形成录波数据；
电能表管理模块采用快速傅里叶变换FFT计算所述录波数据中每周波时域差分，计算出反应波形数据的波形特征值；
基于故障判断阈值判断所述波形特征值是否存在表后故障；
将存在表后故障的波形特征值提取出，并依据所述波形数据识别出故障判断特征值；
基于所述故障判断特征值判断出所对应的故障类型。


2.如权利要求1所述的电能表后故障检测的方法，其特征在于，所述输出波形数据包括：电压波形数据和电流波形数据。


3.如权利要求2所述的电能表后故障检测方法，其特征在于，所述电能表管理模块基于所述波形数据计算出每周波梯度，并对所述每周波梯度进行录波形成录波数据包括：
计算波形数据上每个周波上的波形梯度，所述波形梯度为当前周波采样点和前一个波形采样点的波形变化率；
识别出波形梯度变化最大的情况，并记录所述波形梯度变化最大的情况下前四个周波和后四个周波。


4.如权利要求3所述的电能表后故障检测方法，其特征在于，所述电能表管理模块采用快速傅里叶变换计算所述录波数据中每周波时域差分，计算出反应波形数据的波形特征值包括：
对周波所对应的电压值或者电流值进行重采样；
对重采样的周波进行时域差分运算得到周波差分序列；
对周波差分序列进行FFT得到频谱幅值序列；
基于所述频谱幅值序列进行归一化处理得到反应波形数据的波形特征值。


5.如权利要求4所述的电能表后故障检测方法，其特征在于，所述对周波所对应的电压值或者电流值进行重采样包括：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨舟，蒋雯倩，李刚，周政雷，陈珏羽，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45