[发明专利]一种智能配电网故障电弧检测系统

说明书

本发明公开了一种智能配电网故障电弧检测系统，包括位于负载支路出线端的第一线路采集模块、位于负载端的第二线路采集模块和对比模块，所述对比模块通过网络与第一线路采集模块、第二线路采集模块互联；所述第一线路采集模块和第二线路采集模块分别将所采集的电压及电流有效值、各次谐波含量、时域一阶导数发送至对比模块；所述雾计算单元根据预设的阈值和收到的实时数据判断线路的故障电弧；所述雾计算单元同时接收第二线路采集模块在近负载侧的直接判断结果，根据所述第二线路采集模块和对比模块实测值与所述阈值对比判断故障电弧的结果，将其故障程度划分为多个级别。本发明对硬件要求低，提高了电弧故障检测精度，工程易实现。

技术领域

本发明涉及一种智能配电网故障电弧检测系统，属于智能配用电技术领域。

背景技术

电弧燃烧时会伴随着声、光、热及电磁辐射等物理现象。利用上述特征在建筑电气和长线路的故障电弧检测中效果并不好，由于建筑物中线路的主故障位置无法确定，无法安装传感器。同时，配电网的线路中还有大量的正常电弧现象，难以通过物理现象来区分电弧的好坏。当前的配电线路故障电弧检测方法依赖于故障电弧电压电流波形特征，随着变频家电、LED照明灯具、电磁炉等非线性用电设备的增多，导致电路正常工作电流与故障电弧电流波形特征十分相近，严重影响了电弧故障检测的准确性。虽然可以采用傅里叶变换、小波变换、支持向量机以及神经网络等多复杂信号处理方法提高电弧故障检测精度，但这些方法要么对硬件要求相对较高，要么运算非常复杂，很难工程实现。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种智能配电网故障电弧检测系统，对硬件要求低，检测精度高。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种智能配电网故障电弧检测系统，包括位于负载支路出线端的第一线路采集模块、位于负载端的第二线路采集模块和对比模块，所述对比模块通过网络与第一线路采集模块、第二线路采集模块互联；所述第一线路采集模块包括断路器执行单元、第一电压-电流采样单元、第一通信单元和第一中央控制单元；所述第二线路采集模块包括负载、多参量故障电弧检测单元、第二电压-电流采样单元、第二通信单元、第二中央控制单元；所述对比模块包括雾计算单元、云计算单元和用户终端；所述第一线路采集模块和第二线路采集模块分别将所采集的电压及电流有效值、各次谐波含量、时域一阶导数发送至对比模块；所述雾计算单元根据预设的阈值和收到的实时数据判断线路的故障电弧；所述雾计算单元同时接收第二线路采集模块在近负载侧的直接判断结果(所述直接判断结果由第二线路采集模块中多参量故障电弧检测单元计算得到)，根据所述第二线路采集模块和对比模块实测值与所述阈值对比判断故障电弧的结果，将其故障程度划分为多个级别。

上述第二线路采集模块通过声、光、热、磁信号对负载侧故障电弧的等级进行判定，具体流程如下：

x_1(t)、x_2(t)、x_3(t)、x_4(t)分别表示在t时刻声、光、热、磁各特征分量经标幺化的实测值，x_1th、x_2th、x_3th、x_4th分别表示雾计算单元下发给第二线路采集模块的声、光、热、磁各特征分量的标幺化阈值；

当上述4个特征值中有任意2个满足x_i(t)x_ith，其中，i＝1、2、3、4时，即判断为故障电弧产生，否则认为无故障电弧产生；故障电弧的等级取各判断结果中的最大值，第二线路采集模块将故障电弧等级报至对比模块。