[发明专利]一种电弧光谱识别方法和装置

说明书

本发明涉及一种电弧光谱识别方法和装置，属于电力系统继电保护技术领域。该方法采用欧式距离，通过最小化目标函数，利用光谱阈值截断方法，快速找出电弧的本质光谱，进而给保护控制装置信号，便于保护控制装置输出报警、跳闸信号。采用本发明后，动作速度快、安装调试方便、可扩展性强、可靠性高、性价比高。对应电弧光谱识别方法研制出电弧光谱识别装置，尤其是在现有开关柜上加装此类光谱识别装置，能使现有的开关柜运营更可靠、更安全。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，具体涉及一种电弧光谱识别方法和装置。

背景技术

故障经过长时间运行，易引发严重的电缆沟、开关柜、甚至变电站起火事故。接地故障电流由于电与介质初期不稳定接触、电弧不稳定燃烧、介质物理化学变化等原因，因而弧光故障具有一定的随机性，故障电流存在非线性畸变，这一特点得到研究者的广泛认同，这种畸变主要源于燃弧过程中阻抗和介质的非线性。

DL/T 872-2016《小电流接地系统单相接地故障选线装置技术条件》规定：故障选线装置应能准确选出故障支路，中性点经消弧线圈接地方式时，需要注入变频和行波信号，即不能对接地故障性质进行判断，不易及时切除永久性单相接地故障线路，在发生人身触电时不能及时脱离电源，存在较大的安全风险；当中性点经小电阻接地时，故障电流较大，可抑制间歇性弧光接地过电压的产生，馈线零序保护会顺利动作使线路跳闸，但动作时间较长（大于3s），假设故障线路不能被及时切除，线路会造成极大的人身安全风险，2019年5月10日南方电网公司某供电局10kV组合互感器（油浸式）爆炸起火，线路保护装置动作时间太慢，没有及时切断电源，并最终导致2人死亡事故，教训极其惨烈。在电气火灾和人身防护的需求下，弧光保护技术得到快速发展，GB/T 14598.302-2016《弧光保护装置技术要求》对配电系统弧光保护装置提出动作时间在20ms内切除弧光故障，弧光保护逻辑有弧光单判据，弧光和电流双判据两种方式，目前应用较多的是双判据，保护装置动作逻辑如图2所示，多处安装弧光探头和电流传感器，弧光传感器安装在母线侧，电流传感器安装在进线处，直接取“与”操作，作为出口信号。由于弧光保护逻辑的限值，且用户存在弧光保护，致使出口跳闸信号一般都送入进线断路器处，扩大了停电范围，影响了供电可靠性。

现有专利ZL201310038256.7，名称：一种高精度电信号测量设备装置和方法，主要给出了电学信号的补偿识别和控制计量方法，没有给出光谱的准确识别方法；专利ZL201610945569.4，名称：一种弧光保护装置及其故障诊断方法，也是采集相应的电压、电流信号，使弧光故障诊断方法加准备，没有涉及光谱的信息。传感器，如光谱检测传感器采集到的电弧光谱信号如图3所示，一般包括2个参数，x为波长，y为光强度，对应电弧不同光谱波长，则存在x₁…x_n，不同电弧强度，则存在y₁…y_n，由于电弧产生时，外界光源（如太阳光、室内照明光源）的干扰，使得准确判断出电弧发生，存在一定的难度，甚至存在误判风险，因此如何克服现有技术的不足是目前电力系统继电保护技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种电弧光谱识别方法和装置，克服了现有弧光光谱识别方法存在可靠性不高的问题，解决存在光干扰源状况下光谱的准确测量问题，提高光谱检测准确性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电弧光谱识别方法，包括以下步骤：

步骤（1），通过电弧传感器测量短路造成的电弧，得到电弧光谱数值曲线；

步骤（2），对电弧光谱光强度的测量值进行从大到小进行降序排序，找到光强度排序靠前的n个波长光谱的测量点，该n个测量点的波长依次为x₁，x₂，…，x_n，光强度依次为y₁，y₂，…，y_n；