本发明专利技术公开了一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置。首先通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电系统中的电压信号和电流信号，再分别将小波分解后的电压信号和电流信号与设定阈值进行比较，根据电流域比较结果判定电弧故障是否发生，同时根据电压域比较结果对故障分支进行判别。当判定电弧故障发生，确定故障分支之后，通过SoC芯片采集并记录配电线路源端和负载端的电压信号和电流信号，并分别做FFT变换，然后代入建立的串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，逐次逼近地快速确定故障区间，最后根据设定的搜寻故障点精确度确定故障点。本发明专利技术具有成本低、集成度高的特点，可用于实现复杂低压配电系统自动化。系统自动化。系统自动化。
【技术实现步骤摘要】
基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置
[0001]本申请涉及终端
，尤其涉及一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置。
技术介绍
[0002]传统的断路器不能及时有效地甄别出串联故障电弧，而电力系统中的电弧故障如果不及时地检测、定位和隔离，可能会对设备造成重大损坏，甚至导致电气火灾和人员危险。目前关于电弧故障检测的研究众多，大多研究围绕电弧故障检测算法展开，利用现有的电弧故障信号前端采集电路和板级的处理器完成计算和数据处理工作，整个电弧故障检测系统成本高，便携性差。此外，传统的基于超声波、电磁波辐射等物理现象进行故障定位的方法局限于固定的电气装置中，不适用于低压配电系统；而行波法存在传输失真的问题，且对设备要求较高，增加了电弧故障定位系统的成本。
技术实现思路
[0003]鉴于此，本申请实施例提供一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法、定位方法及装置，可以对低压配电系统中的串联交流电弧故障进行实时检测以及故障分支的判断，并及时定位故障点位置，具有成本低、集成度高的特点，可用于实现复杂低压配电系统自动化。
[0004]根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法，包括：
[0005]通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电系统中不同支路的电压信号和电流信号；
[0006]对所述不同支路的电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量；
[0007]将所述电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较；
[0008]根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断。
[0009]进一步地，所述对所述不同支路电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量，包括：
[0010]将所述不同支路电压信号和电流信号分别做离散小波变换；
[0011]将第一层分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量作为所述小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量。
[0012]进一步地，根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断包括：
[0013]当所述电流信号高频分量的峰值超过设定阈值时，则判定电弧故障发生；
[0014]当所述电压信号高频分量的峰值也超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支
路以外的地方；
[0015]当只有所述电流信号高频分量超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路。
[0016]根据本申请实施例的第二方面，提供一种串联交流电弧故障定位方法，包括：
[0017]执行第一方面所述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法；
[0018]当完成基于SoC的串联交流电弧故障检测方法之后，通过所述电弧故障检测SoC芯片采集并记录配电线路中源端和负载端的电压信号和电流信号，其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离；
[0019]对所述源端和负载端的电压信号和电流信号分别做FFT变换，得到源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号；
[0020]将所述第一故障距离、第二故障距离以及源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，得到故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值；其中，所述故障电流第一基频分量差值为第一故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得，所述故障电流第二基频分量差值为第二故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得；
[0021]根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间；
[0022]在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置。
[0023]进一步地，所述根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间，包括：
[0024]当故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则判定实际电弧故障点位于第一故障距离和第二故障距离之间；
[0025]取假设电弧故障点为所述第一故障距离和第二故障距离的一半，并与源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号一起代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程，得到故障点基频分量差值；
[0026]若故障点基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则实际电弧故障点位于假设电弧故障点和第二故障距离之间，之后将假设故障点的值赋给第一故障距离，并重新计算第一基频分量差值；若故障点基频分量差值和第一基频分量差值的乘积小于零时，则实际电弧故障点位于第一故障距离和假设电弧故障点之间，之后将假设电弧故障点的值赋给第二故障距离，并重新计算第二基频分量差值；
[0027]当第一基频分量差值和第二基频分量差值的乘积一直保持小于零，继续迭代取假设电弧故障点为所述第一故障距离和第二故障距离的一半。
[0028]进一步地，所述在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置，包括：
[0029]当逐次逼近地确定故障区间过程中，第一故障距离和第二故障距离的差值小于所设定的搜寻故障点精确度时，得到实际电弧故障点为此时第一故障距离和第二故障距离的一半。
[0030]根据本申请实施例的第三方面，提供一种基于SoC的串联交流电弧故障检测装置，包括：
[0031]信号获取单元，用于通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电系统中不同支路的
电压信号和电流信号；
[0032]信号分解单元，用于对所述不同支路的电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量；
[0033]比较单元，用于将所述电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较；
[0034]故障判定单元，用于根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断。
[0035]根据本申请实施例的第四方面，提供一种串联交流电弧故障定位装置，包括：
[0036]电弧故障检测单元，用于执行第一方面所述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法；
[0037]信号采集单元，用于当完成基于SoC的串联交流电弧故障检测方法之后，通过所述电弧故障检测SoC芯片采集并记录配电线路中源端和负载端的电压信号和电流信号，其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离；
[0038]信号变换单元，用于对所述源端和负载端的电压信号和电流信号分别做FFT变换，得到源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号；
[0039]差值计算单元，用于将所述第一故障距离、第二故障距离以及源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号代入串联电弧故障位置与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于SoC的串联交流电弧故障检测方法，其特征在于，包括：通过电弧故障检测SoC芯片获取低压配电系统中不同支路的电压信号和电流信号；对所述不同支路的电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量；将所述电压信号高频分量和电流信号高频分量分别与各自设定阈值进行比较；根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述不同支路电压信号和电流信号分别进行小波分解，得到小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量，包括：将所述不同支路电压信号和电流信号分别做离散小波变换；将第一层分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量作为所述小波分解后的电压信号高频分量和电流信号高频分量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据在电流域的比较结果来判定电弧故障是否发生，同时，结合在电压域的比较结果对故障分支进行判断包括：当所述电流信号高频分量的峰值超过设定阈值时，则判定电弧故障发生；当所述电压信号高频分量的峰值也超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路以外的地方；当只有所述电流信号高频分量超过设定阈值时，则判定电弧故障发生在该支路。4.一种串联交流电弧故障定位方法，其特征在于，包括：执行权利要求1所述的基于SoC的串联交流电弧故障检测方法；当完成基于SoC的串联交流电弧故障检测方法之后，通过所述电弧故障检测SoC芯片采集并记录配电线路中源端和负载端的电压信号和电流信号，其中，所述源端为配电线路中第一故障距离，所述负载端为配电线路中第二故障距离；对所述源端和负载端的电压信号和电流信号分别做FFT变换，得到源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号；将所述第一故障距离、第二故障距离以及源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程中，得到故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值；其中，所述故障电流第一基频分量差值为第一故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得，所述故障电流第二基频分量差值为第二故障距离代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程所得；根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间；在确定的故障区间内，根据设定的搜寻故障点精确度确定电弧故障点位置。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值，逐次逼近地确定故障区间，包括：当故障电流第一基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则判定实际电弧故障点位于第一故障距离和第二故障距离之间；取假设电弧故障点为所述第一故障距离和第二故障距离的一半，并与源端和负载端的频域电压信号和频域电流信号一起代入串联电弧故障位置与电压信号和电流信号的定位方程，得到故障点基频分量差值；
若故障点基频分量差值和第二基频分量差值的乘积小于零时，则实际电弧故障点位于假设电弧故障点和第二故障距离之间，之后将假...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏钰洤，张培勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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