一种低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及直流配用电安全保护技术领域，具体提供了一种低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法及装置，旨在解决电弧检测成本高、可靠性差以及检测速度慢的问题的技术问题。包括：步骤S101获取滤波前后负载输入电压；步骤S102初步判断低压直流配用电系统是否发生电弧故障，若是，则转至步骤S103，否则返回步骤S101；步骤S103判断负载输入电压被滤除的高频部分是否越限，若是，则转至步骤S104，否则返回步骤S101；步骤S104令越限次数加1，并判断越限次数是否不小于预设次数，若是，则低压直流配用电系统发生电弧故障，否则重新获取滤波前后负载输入电压并返回步骤S103。该方案充分发现总结电弧自身特点加以利用，从而简化算法，实现更简易高效的电弧识别。实现更简易高效的电弧识别。实现更简易高效的电弧识别。

【技术实现步骤摘要】
一种低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及直流配用电安全保护领域，具体涉及一种低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法及装置。

技术介绍

[0002]针对电弧问题，最常采用的传统方法是在各支路加装电弧故障分断器(Arc
‑
Fault Circuit
‑
Interrupter，AFCI)等检测保护装置，对电路中的电压、电流信号进行监测及时域、频域分析，当提取到的时频特征符合电弧时频特征时，判定为系统中存在电弧，但一方面由于电弧的影响因素比较复杂，检测装置的准确性距离满足精准检测的应用需求还存在较大差距，另一方面此类检测算法相对复杂，如果出于选择性保护的要求，给每个支路都配置电弧检测装置，也会对成本造成较大的压力。以电动汽车领域为例，其48V系统由于供电系统分支多，若为每一支路加装电弧检测装置，成本将显著提升，而若仅在干路中装设，在故障发生时又无法准确实现故障选线。
[0003]面对此困境，电动汽车当前采取的措施是一般都不配置电弧检测装置，而是通过密封性连接器等措施降低电弧危害。但相比于电动汽车，建筑等环境中的电气安装接线质量和用户行为更加复杂，无法采取电动汽车类似的方法预防电弧发生。
[0004]近几年有专利提出利用电弧的阻抗特性进行判别的方法，不再仅仅是依赖使用具有较强时频分析能力的检测装置，使电弧检测有了降低成本的可能性，但仍然需要借助于电源和负载间高速通信等手段。

技术实现思路

[0005]为了克服上述缺陷，提出了本专利技术，以提供解决或至少部分地解决电弧检测成本高、可靠性差以及检测速度慢的技术问题的低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法及装置。
[0006]第一方面，提供一种低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法，所述低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法包括：
[0007]步骤S101分别获取滤波前后的负载输入电压；
[0008]步骤S102利用滤波后的负载输入电压、负载输入电压额定值以及起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值判断低压直流配用电系统是否发生电弧故障，若是，则转至步骤S103，否则返回所述步骤S101；
[0009]步骤S103基于滤波前后负载输入电压计算负载输入电压被滤除的高频部分，并判断所述负载输入电压被滤除的高频部分是否越限，若是，则转至步骤S104，否则返回所述步骤S101；
[0010]步骤S104令越限次数加1，并判断所述越限次数是否不小于预设次数，若是，则低压直流配用电系统发生电弧故障，否则重新获取滤波前后负载输入电压并返回所述步骤S103。
[0011]优选的，所述步骤S102中，利用滤波后的负载输入电压、负载输入电压额定值以及起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值初步判断低压直流配用电系统是否发生电弧故障，包括：
[0012]计算滤波后的负载输入电压与负载输入电压额定值之间差值的绝对值；
[0013]计算所述滤波后的负载输入电压与负载输入电压额定值之间差值的绝对值与起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值之间差值的绝对值；
[0014]判断所述滤波后的负载输入电压与负载输入电压额定值之间差值的绝对值与起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值之间差值的绝对值是否小于预设阈值，若是，则低压直流配用电系统发生电弧故障，否则，低压直流配用电系统未发生电弧故障。
[0015]优选的，所述步骤S103中，负载输入电压被滤除的高频部分的计算式如下：
[0016]|δU
Lin
|＝|U
Lin
‑
U
Lin
'|
[0017]上式中，U
Lin
为滤波前的负载输入电压，U
Lin
'为滤波后的负载输入电压，|δU
Lin
|为负载输入电压被滤除的高频部分。
[0018]优选的，所述步骤S103中，判断所述负载输入电压被滤除的高频部分是否越限，包括：
[0019]判断所述负载输入电压被滤除的高频部分是否超过预设阈值，若是，则所述负载输入电压被滤除的高频部分越限，否则，所述负载输入电压被滤除的高频部分未越限。
[0020]优选的，所述负载的输入侧加装可控开关管。
[0021]进一步的，所述低压直流配用电系统发生电弧故障之后，包括：
[0022]向所述可控开关管发送关断指令，切断发生电弧故障的负载。
[0023]第二方面，提供一种低压直流配用电系统串联电弧故障检测装置，所述低压直流配用电系统串联电弧故障检测装置包括：
[0024]获取模块，用于分别获取滤波前后的负载输入电压；
[0025]第一判断模块，用于利用滤波后的负载输入电压、负载输入电压额定值以及起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值判断低压直流配用电系统是否发生电弧故障，若是，则转至第二判断模块，否则返回所述获取模块；
[0026]第二判断模块，用于基于滤波前后负载输入电压计算负载输入电压被滤除的高频部分，并判断所述负载输入电压被滤除的高频部分是否越限，若是，则转至第三判断模块，否则返回所述获取模块；
[0027]第三判断模块，用于令越限次数加1，并判断所述越限次数是否不小于预设次数，若是，则低压直流配用电系统发生电弧故障，否则重新获取滤波前后负载输入电压并返回所述第二判断模块。
[0028]优选的，所述第一判断模块具体用于：
[0029]计算滤波后的负载输入电压与负载输入电压额定值之间差值的绝对值；
[0030]计算所述滤波后的负载输入电压与负载输入电压额定值之间差值的绝对值与起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值之间差值的绝对值；
[0031]判断所述滤波后的负载输入电压与负载输入电压额定值之间差值的绝对值与起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值之间差值的绝对值是否小于预设阈值，若是，则低压直流配用电系统发生电弧故障，否则，低压直流配用电系统未发生电弧故障。
[0032]优选的，所述第二判断模块具体用于：
[0033]判断所述负载输入电压被滤除的高频部分是否超过预设阈值，若是，则所述负载输入电压被滤除的高频部分越限，否则，所述负载输入电压被滤除的高频部分未越限。
[0034]第三方面，提供一种低压直流配用电系统串联电弧故障检测设备，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器执行所述计算机程序指令时实现上述任一项所述的低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法。
[0035]本专利技术上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：
[0036]本专利技术提供了一种低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法，所述方法包括：步骤S101获取滤波前后负载输入电压；步骤S102利用滤波后的负载输入电压、负载输入电压额定值以及起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值初步判断低压直流配用电系统是否发生电弧故障，若是，则转至步骤S103，否则返回所述步骤S101；步骤S103基于滤波前后负载输入电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压直流配用电系统串联电弧故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S101分别获取滤波前后的负载输入电压；步骤S102利用滤波后的负载输入电压、负载输入电压额定值以及起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值判断低压直流配用电系统是否发生电弧故障，若是，则转至步骤S103，否则返回所述步骤S101；步骤S103基于滤波前后负载输入电压计算负载输入电压被滤除的高频部分，并判断所述负载输入电压被滤除的高频部分是否越限，若是，则转至步骤S104，否则返回所述步骤S101；步骤S104令越限次数加1，并判断所述越限次数是否不小于预设次数，若是，则低压直流配用电系统发生电弧故障，否则重新获取滤波前后负载输入电压并返回所述步骤S103。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S102中，利用滤波后的负载输入电压、负载输入电压额定值以及起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值初步判断低压直流配用电系统是否发生电弧故障，包括：计算滤波后的负载输入电压与负载输入电压额定值之间差值的绝对值；计算所述滤波后的负载输入电压与负载输入电压额定值之间差值的绝对值与起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值之间差值的绝对值；判断所述滤波后的负载输入电压与负载输入电压额定值之间差值的绝对值与起弧瞬间电弧两端电压阶跃变化值之间差值的绝对值是否小于预设阈值，若是，则低压直流配用电系统发生电弧故障，否则，低压直流配用电系统未发生电弧故障。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S103中，负载输入电压被滤除的高频部分的计算式如下：|δU
Lin
|＝|U
Lin
‑
U
Lin
'|上式中，U
Lin
为滤波前的负载输入电压，U
Lin
'为滤波后的负载输入电压，|δU
Lin
|为负载输入电压被滤除的高频部分。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S103中，判断所述负载输入电压被滤除的高频部分是否越限，包括：判断所述负载输入电压被滤除的高频部分是否超过预设阈值，若是，则所述负载输入电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：任昭颖，刘科研，盛万兴，孟晓丽，贾东梨，叶学顺，何开元，张怀天，李博文，白牧可，康田园，詹惠瑜，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：