一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法。该方法为以每个工频周波N个点的采样速率采集中性点电压信号，并实时连续计算中性点电压过零点、相邻两个过零点之间的采样点数M、相邻两个过零点之间的中性点电压有效值A；当M‑N大于X1时，如果A大于Y1，则进一步与该M个采样点之前的M个采样点进行相似度比较，如果相似度大于Z1，则判断发生分频铁磁谐振；当N‑M大于X2并小于X3时，如果A大于Y2，则进一步与该M个采样点之前的M个采样点进行相似度比较，如果相似度大于Z2，则判断发生高频铁磁谐振。本发明专利技术的方法可以在普通单片机的中断中实现，实时性好，可在两个周波内，在铁磁谐振形成过程中进行，在没有造成危害前辨识出铁磁谐振。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法
本专利技术涉及电力
，具体涉及到一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法。
技术介绍
铁磁谐振是一种非线性谐振现象，源于电网中非线性的感性元件和电网对地分布式电容之间产生的非线性谐振。铁磁谐振会抬高中性点电压，从而引发电力设备绝缘击穿，极易造成重大安全事故和巨大的经济损失，并大大降低了用电的可靠性。我国中压配电网中存在大量采用中性点不接地方式的配电网，该类配电网一般电容较小，容易在单相接地故障退出时在配电网分布式电容和PT之间产生铁磁谐振。因铁磁谐振而引发的配电网安全事故层出不穷，因此及时辨识并快速处置铁磁谐振是保证配电网安全运行的必要条件。铁磁谐振分为高频谐振、工频谐振、分频谐振的三类，其中高频谐振频率为工频的倍频（1、2、3…），谐振电压较高，分频谐振频率为铁磁谐振的分频(1/2、1/3…)等，谐振电压较低。因铁磁谐振和单相接地、单相断线、串联谐振、PT断线等故障类似，都会引起中性点电压的大幅升高，为和其他引起中性点电压升高的故障区别，铁磁谐振一般要从中性点电压的频率、幅值以及各相对地电压的幅值中寻找特征，一般需要进行多次的傅里叶变化或高通、低通滤波处理，计算量较大，不适用于计算资源少，又要求实时计算的场景。因此，有必要提出一种计算量小、效率高的铁磁谐振识别方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法，所述识别方法包括以下步骤：S1、对中性点电压进行采样，得到工频周波；S2、记录每个工频周波采样点的采样值，每个工频周波采样点数为N；S3、采样值由负值转换正值或由正值转换为负值的采样点记为过零点，边采样边计算过零点，每两个相邻过零点之间间隔的采样点数记为M；当M-N大于X1时，将M个采样点计算中性电压的有效值A与Y1比较，如果A大于Y1，则用该M个采样点与其前一段的M个采样点进行相似度比较，如果相似度Z大于Z1，则判断发生分频铁磁谐振；当N-M大于X2并小于X3时，如果A大于Y2，则用该M个采样点与其前一段的M个采样点进行相似度比较，如果相似度Z大于Z2，则判断发生高频铁磁谐振；其中：X1为一个常量，用于发现波长接近或超过2个工频波长的长波长信号，X1取值范围为大于N/2,小于N；Y1为一个常量，用于判断长波长信号的幅值是否也具备铁磁谐振的特征，Y1取值大于相电压50%；Y2为一个常量，用于判断短波长信号的幅值是否也具备铁磁谐振的特征，Y2取值大于相电压100%；Z1、Z2分别为2个有效值常量，Z1用来判断长波长信号是否是稳定信号，Z2用来判断短波长信号是否是稳定信号，Z1取值相电压的90%—100%之间；Z2取值相电压的80%—100%之间；X2、X3分别为两个常量，用于发现波长接近或小于1/2个工频波长的短波长信号，X2取值范围为大于N/3,小于N/2；X3取值范围为大于2N/3,小于9N/10。进一步的，每个工频周波采样点数N不少于32个。进一步的，M个采样点与其之前的M个采样点相似度Z的计算方法为：将M个采样点的值按采样时间由先到后顺序记T1、T2、…、TM-1、TM,将该M个采样点之前M个采样点的值依时间先后依次记为T1’、T2’、…、TM-1’、TM’，既按时间先后次序2*M个采样点排列次序为T1’、T2’、…、TM-1’、TM’、T1、T2、…、TM-1、TM，则计算公式为：Z=1-(|T1’+T2’+…+TM-1’+TM’+T1+T2+…+TM-1+TM|/|T1+T2+…+TM-1+TM|)。本专利技术的有益效果：由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术在传统判据基础上，分析了不同电网参数情况下铁磁谐振发生时中性点电压的频率特点和幅值特点，摒弃了傅里叶变换、高低同滤波等复杂的滤波分析方法，采用实时捕获中性点电压的半波波形，通过计算该半波波形的关键特征来辨识铁磁谐振，使得该方法计算量小又不失辨识的准确性。该方法可以在普通单片机的中断中实现，实时性好，可在两个周波内，在铁磁谐振形成过程中，没有造成危害前辨识出铁磁谐振，为下一步处置铁磁谐振提供的保证。附图说明图1为本专利技术优选实施例中一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法的流程框图。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，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1所示，本专利技术的优选实施例，一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法，所述识别方法包括以下步骤：S1、对中性点电压进行采样，得到工频周波；S2、记录每个工频周波采样点的采样值，每个工频周波采样点数为N；S3、采样值由负值转换正值或由正值转换为负值的采样点记为过零点，边采样边计算过零点，每两个相邻过零点之间间隔的采样点数记为M；当M-N大于X1时，将M个采样点计算中性电压的有效值A与Y1比较，如果A大于Y1，则用该M个采样点与其前一段的M个采样点进行相似度比较，如果相似度Z大于Z1，则判断发生分频铁磁谐振；当N-M大于X2并小于X3时，如果A大于Y2，则用该M个采样点与其前一段的M个采样点进行相似度比较，如果相似度Z大于Z2，则判断发生高频铁磁谐振；其中：X1为一个常量，用于发现波长接近或超过2个工频波长的长波长信号，X1取值范围为大于N/2,小于N；Y1为一个常量，用于判断长波长信号的幅值是否也具备铁磁谐振的特征，Y1取值大于相电压50%；Y2为一个常量，用于判断短波长信号的幅值是否也具备铁磁谐振的特征，Y2取值大于相电压100%；Z1、Z2分别为2个有效值常量，Z1用来判断长波长信号是否是稳定信号，Z2用来判断短波长信号是否是稳定信号，Z1取值相电压的90%—100%之间；Z2取值相电压的80%—100%之间；X2、X3分别为两个常量，用于发现波长接近或小于1/2个工频波长的短波长信号，X2取值范围为大于N/3,小于N/2；X3取值范围为大于2N/3,小于9N/10。本专利技术在传统判据基础上，分析了不同电网参数情况下铁磁谐振发生时中性点电压的频率特点和幅值特点，摒弃了傅里叶变换、高低同滤波等复杂的滤波分析方法，采用实时捕获中性点电压的半波波形，通过计算该半波波形的关键特征来辨识铁磁谐振，使得该方法计算量小又不失辨识的准确性。该方法可以在普通单片机的中断中实现，实时性好，可在两个周波内，在铁磁谐振形成过程中，没有造成危害前辨识出铁磁谐振，为下一步处置铁磁谐振提供的保证。作为本专利技术的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：在本实施例中，每个工频周波采样点数N不少于32个。在本实施例中，M个采样点与其之前的M个采样点相似度Z的计算方法为：将M个采样点的值按采样时间由先到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法，其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：/nS1、对中性点电压进行采样，得到工频周波；/nS2、记录每个工频周波采样点的采样值，每个工频周波采样点数为N；/nS3、采样值由负值转换正值或由正值转换为负值的采样点记为过零点，边采样边计算过零点，每两个相邻过零点之间间隔的采样点数记为M；/n当M-N大于X1时，将M个采样点计算中性电压的有效值A与Y1比较，如果A大于Y1，则用该M个采样点与其前一段的M个采样点进行相似度比较，如果相似度Z大于Z1，则判断发生分频铁磁谐振；/n当N-M大于X2并小于X3时，如果A大于Y2，则用该M个采样点与其前一段的M个采样点进行相似度比较，如果相似度Z大于Z2，则判断发生高频铁磁谐振；/n其中：X1为一个常量，用于发现波长接近或超过2个工频波长的长波长信号，X1取值范围为大于N/2,小于N；Y1为一个常量，用于判断长波长信号的幅值是否也具备铁磁谐振的特征，Y1取值大于相电压50%；Y2为一个常量，用于判断短波长信号的幅值是否也具备铁磁谐振的特征，Y2取值大于相电压100%；Z1、Z2分别为2个有效值常量，Z1用来判断长波长信号是否是稳定信号，Z2用来判断短波长信号是否是稳定信号，Z1取值相电压的90%—100%之间，Z2取值相电压的80%—100%之间；X2、X3分别为两个常量，用于发现波长接近或小于1/2个工频波长的短波长信号，X2取值范围为大于N/3,小于N/2，X3取值范围为大于2N/3,小于9N/10。/n...

【技术特征摘要】
1.一种适用于中压配电网的铁磁谐振快速识别方法，其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：
S1、对中性点电压进行采样，得到工频周波；
S2、记录每个工频周波采样点的采样值，每个工频周波采样点数为N；
S3、采样值由负值转换正值或由正值转换为负值的采样点记为过零点，边采样边计算过零点，每两个相邻过零点之间间隔的采样点数记为M；
当M-N大于X1时，将M个采样点计算中性电压的有效值A与Y1比较，如果A大于Y1，则用该M个采样点与其前一段的M个采样点进行相似度比较，如果相似度Z大于Z1，则判断发生分频铁磁谐振；
当N-M大于X2并小于X3时，如果A大于Y2，则用该M个采样点与其前一段的M个采样点进行相似度比较，如果相似度Z大于Z2，则判断发生高频铁磁谐振；
其中：X1为一个常量，用于发现波长接近或超过2个工频波长的长波长信号，X1取值范围为大于N/2,小于N；Y1为一个常量，用于判断长波长信号的幅值是否也具备铁磁谐振的特征，Y1取值大于相电压50%；Y2为一个常量，用于判断短波长信号的幅值是否也具备铁磁谐振的特征，Y2取值大于相电压100%；Z1、Z2分别为2个有效值常量，Z1用来判...

【专利技术属性】
技术研发人员：张妍，潘本仁，邹进，桂小智，王冠南，万勇，周宁，周仕豪，钟逸铭，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36