CN111077406A - 基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法 - Google Patents

基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111077406A
CN111077406A CN201911185475.1A CN201911185475A CN111077406A CN 111077406 A CN111077406 A CN 111077406A CN 201911185475 A CN201911185475 A CN 201911185475A CN 111077406 A CN111077406 A CN 111077406A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
pulse polarity
processed
arc fault
branch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911185475.1A
Other languages
English (en)
Inventor
熊庆
赵晋飞
郭自清
祝令瑜
汲胜昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201911185475.1A priority Critical patent/CN111077406A/zh
Publication of CN111077406A publication Critical patent/CN111077406A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/086—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution networks, i.e. with interconnected conductors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Locating Faults (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法，包括以下步骤：1)在直流配电网系统中的各支路上并联耦合电容；2)在直流配电网系统中不同位置处产生串联型或者并联型电弧故障，检测各支路电容的电流，然后对各支路电容的电流进行离散小波变换，得不同位置及故障类型的电容电流频谱范围；3)根据不同位置及故障类型的电容电流频谱范围和电容电流脉冲极性绘制成特征分布谱图；4)当待处理系统产生电弧故障时，获取待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息，再利用特征分布谱图确定待处理系统的电弧故障类型及位置，该方法能够对电力系统的直流电弧故障进行检测及定位。

Description

基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法
技术领域
本发明属于故障诊断领域，涉及一种基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法。
背景技术
在直流配电网系统中，受环境及运行条件的影响，接触元件在机械振动下发生金属接头松动、直流供电线路长期运行下产生绝缘老化等原因，都可能引发直流放电。直流与交流放电不同，一旦直流放电发展为电弧，由于其电流没有过零点而难以熄灭，用于交流电弧故障检测和控制的方法不能直接应用于直流电弧故障。直流电弧烧蚀接触元件最终导致连接失效，其燃烧产生的高温同时会引燃周围非阻燃材料，发生连锁反应而导致大规模起火甚至爆炸，对设备安全运行造成严重威胁，因此需开发一种直流电弧故障的检测和定位方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法，该方法能够对电力系统的直流电弧故障进行检测及定位。
为达到上述目的，本发明所述的基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法包括以下步骤：
1)在直流配电网系统中的各支路上并联耦合电容；
2)在直流配电网系统中不同位置处产生串联型或者并联型电弧故障，检测各支路电容的电流，然后对各支路电容的电流进行离散小波变换(DWT)，得不同位置及故障类型的电容电流频谱范围；
3)根据不同位置及故障类型的电容电流频谱范围和电容电流脉冲极性绘制成特征分布谱图；
4)当待处理系统产生电弧故障时，获取待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息，再根据待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息利用步骤3)绘制的特征分布谱图确定待处理系统的电弧故障类型及位置。
步骤2)中利用霍尔电流传感器检测各支路电容的电流。
步骤4)中当待处理系统产生电弧故障时，则对待处理系统的电容电流进行DWT分析，得待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法在具体操作时，根据直流配电网系统中不同位置处产生不同类型电弧故障时的电容电流频谱及电容电流脉冲极性绘制特征分布谱图；当待处理系统发生故障时，即可根据待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息对照特征分布谱图判断故障类型和位置，以达到故障检测和定位的目的。
附图说明
图1为实施例一中光伏系统的接线图；
图2为组件串间并联型电弧故障(故障点⑧)电容电流波形图；
图3a为组件间(故障点④)串联型电弧故障电容CP电流DWT结果图；
图3b为组件间(故障点④)串联型电弧故障电容C1电流DWT结果图；
图3c为组件间(故障点④)串联型电弧故障电容C2电流DWT结果图；
图3d为组件间(故障点④)串联型电弧故障电容CL电流DWT结果图；
图3e为组件间(故障点④)串联型电弧故障电容CB电流DWT结果图；
图4a为故障点①串联型电弧电容电流频谱和脉冲极性谱图；
图4b为故障点②串联型电弧电容电流频谱和脉冲极性谱图；
图4c为故障点③串联型电弧电容电流频谱和脉冲极性谱图；
图4d为故障点④串联型电弧电容电流频谱和脉冲极性谱图；
图4e为故障点⑤串联型电弧电容电流频谱和脉冲极性谱图；
图4f为故障点⑥串联型电弧电容电流频谱和脉冲极性谱图；
图4g为故障点⑦并联型电弧电容电流频谱和脉冲极性谱图；
图4h为故障点⑧并联型电弧电容电流频谱和脉冲极性谱图；
图4i为故障点⑨并联型电弧电容电流频谱和脉冲极性谱图；
图4j为负载开关操作电容电流频谱和脉冲极性谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法包括以下步骤：
1)在直流配电网系统中的各支路上并联耦合电容；
2)在直流配电网系统中不同位置处产生串联型或者并联型电弧故障，检测各支路电容的电流，然后对各支路电容的电流进行离散小波变换，得不同位置及故障类型的电容电流频谱范围；
3)根据不同位置及故障类型的电容电流频谱范围和电容电流脉冲极性绘制成特征分布谱图；
4)当待处理系统产生电弧故障时，获取待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息，再根据待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息利用步骤3)绘制的特征分布谱图确定待处理系统的电弧故障类型及位置。
步骤2)中利用霍尔电流传感器检测各支路电容的电流。
步骤4)中当待处理系统产生电弧故障时，则对待处理系统的电容电流进行DWT分析，得待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息。
实施例一
在直流配电网系统中的各支路上并联电容，以光伏系统为例，如图1所示；利用霍尔电流传感器采集耦合电容电流，当直流配电网系统中出现电弧故障时，相应支路及其邻近支路耦合电容产生高频电流脉冲，如图2所示；利用离散小波变换(DWT)处理电容电流，得各电容电流小波变换频谱图，如图3a至图3e所示；将直流配电网系统中不同位置产生的串联型或并联型电弧故障、开关操作，各电容电流频率和脉冲极性绘制于图4a至图j，图4a至图j中上半部分表示电容电流脉冲的极性为正，下半部分表示电容电流脉冲的极性为负，y轴表示频率范围，分布在0-4.9kHz内的柱状图表示在故障/操作发生时，电容电流幅值产生突变，但其DWT分析结果并没有反应出相应变化。这一步即获得电容电流频率和脉冲极性特征分布谱图，不同故障位置和类型的电容电流可以通过试验的方法获得，也可以通过仿真的方法获得。建立电弧故障电容电流频率和脉冲极性特征分布谱图之后，当系统中发生故障时，对各电容电流进行DWT分析，将电容电流频谱范围和脉冲极性与已有特征分布谱图进行对比，即可推断故障类型和位置。
本发明可以推广到更大规模的光伏系统中，且不限于图1所示光伏系统。

Claims (3)

1.一种基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在直流配电网系统中的各支路上并联耦合电容；
2)在直流配电网系统中不同位置处产生串联型或者并联型电弧故障，检测各支路电容的电流，然后对各支路电容的电流进行离散小波变换，得不同位置及故障类型的电容电流频谱范围；
3)根据不同位置及故障类型的电容电流频谱范围和电容电流脉冲极性绘制成特征分布谱图；
4)当待处理系统产生电弧故障时，获取待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息，再根据待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息利用步骤3)绘制的特征分布谱图确定待处理系统的电弧故障类型及位置。
2.根据权利要求1所述的基于脉冲极性特征分布谱图的电弧故障检测及定位方法，其特征在于，步骤2)中利用霍尔电流传感器检测各支路电容的电流。
3.根据权利要求1所述的基于脉冲极性特征分布谱图的电弧故障检测及定位方法，其特征在于，步骤4)中当待处理系统产生电弧故障时，则对待处理系统的电容电流进行DWT分析，得待处理系统中各支路电容电流频谱分布范围及电流脉冲极性信息。
CN201911185475.1A 2019-11-27 2019-11-27 基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法 Pending CN111077406A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911185475.1A CN111077406A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911185475.1A CN111077406A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111077406A true CN111077406A (zh) 2020-04-28

Family

ID=70311921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911185475.1A Pending CN111077406A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111077406A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111983400A (zh) * 2020-08-11 2020-11-24 上海交通大学 主动式光伏组串直流电弧故障检测和故障定位系统及方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101673930A (zh) * 2008-07-24 2010-03-17 通用电气公司 使用离散小波变换的电弧检测
CN101771261A (zh) * 2008-12-29 2010-07-07 通用电气公司 使用离散小波变换的并联电弧检测
CN102759686A (zh) * 2012-07-26 2012-10-31 山东科汇电力自动化有限公司 一种电力电缆故障定点方法
CN106154120A (zh) * 2015-03-25 2016-11-23 台达电子企业管理（上海）有限公司 光伏逆变器的电弧故障检测方法、装置及光伏逆变器
CN205982525U (zh) * 2016-08-19 2017-02-22 广东美的制冷设备有限公司 家电设备及用于其的故障电弧检测装置
CN107153156A (zh) * 2017-06-28 2017-09-12 西安交通大学 一种利用并联电容电流检测低压串联直流电弧的方法
CN108075728A (zh) * 2016-11-15 2018-05-25 上海英孚特电子技术有限公司 一种光伏系统直流侧电弧故障类型辨识及保护装置
CN109239517A (zh) * 2018-09-12 2019-01-18 国网青海省电力公司电力科学研究院 一种新的光伏系统直流电弧故障及类型的辨识方法
CN109342883A (zh) * 2018-11-08 2019-02-15 国网天津市电力公司 一种用于电缆的局部老化故障检测定位方法
CN110244189A (zh) * 2019-07-18 2019-09-17 淄博威纳电气有限公司 一种电力线路接地故障定位方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101673930A (zh) * 2008-07-24 2010-03-17 通用电气公司 使用离散小波变换的电弧检测
CN101771261A (zh) * 2008-12-29 2010-07-07 通用电气公司 使用离散小波变换的并联电弧检测
CN102759686A (zh) * 2012-07-26 2012-10-31 山东科汇电力自动化有限公司 一种电力电缆故障定点方法
CN106154120A (zh) * 2015-03-25 2016-11-23 台达电子企业管理（上海）有限公司 光伏逆变器的电弧故障检测方法、装置及光伏逆变器
CN205982525U (zh) * 2016-08-19 2017-02-22 广东美的制冷设备有限公司 家电设备及用于其的故障电弧检测装置
CN108075728A (zh) * 2016-11-15 2018-05-25 上海英孚特电子技术有限公司 一种光伏系统直流侧电弧故障类型辨识及保护装置
CN107153156A (zh) * 2017-06-28 2017-09-12 西安交通大学 一种利用并联电容电流检测低压串联直流电弧的方法
CN109239517A (zh) * 2018-09-12 2019-01-18 国网青海省电力公司电力科学研究院 一种新的光伏系统直流电弧故障及类型的辨识方法
CN109342883A (zh) * 2018-11-08 2019-02-15 国网天津市电力公司 一种用于电缆的局部老化故障检测定位方法
CN110244189A (zh) * 2019-07-18 2019-09-17 淄博威纳电气有限公司 一种电力线路接地故障定位方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QING XIONG 等: ""Arc Fault Detection and Localization in Photovoltaic Systems Using Feature Distribution Maps of Parallel Capacitor Currents"", 《IEEE JOURNAL OF PHOTOVOLTAICS》 *
刘小军 等: ""针对串联直流电弧的电容电流时频检测方法"", 《西安交通大学学报》 *
江智伟 等: "《变电站自动化及其新技术》", 31 January 2006, 中国电力出版社 *
白国兴: ""脉冲极性鉴别法在变压器故障分析中的应用"", 《首届江苏省电机工程青年科技论坛论文集》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111983400A (zh) * 2020-08-11 2020-11-24 上海交通大学 主动式光伏组串直流电弧故障检测和故障定位系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201122175Y (zh) 高压直流输电用换流阀组件瞬态特性的试验回路
CN200953040Y (zh) 匝间冲击耐电压测试仪
CN101661080B (zh) 电力变压器有载分接开关触头脱落故障诊断方法
CN104236702A (zh) 电力变压器内部松动判断系统及其方法
CN204595118U (zh) 一种具备电力变压器故障模拟功能的试验装置
CN104360205A (zh) 串联电弧故障检测方法及其专用装置
CN108957132A (zh) 一种基于整周期同步采样的电力系统谐波检测装置及其检测方法
CN103176142A (zh) 一种光伏电站并网适应性测试系统及其测试方法
Xia et al. An arc fault detection system for the household photovoltaic inverter according to the DC bus currents
CN107153156B (zh) 一种利用并联电容电流检测低压串联直流电弧的方法
CN103712551A (zh) 配电网变压器低压绕组变形在线监测装置及方法
CN113552447A (zh) 一种基于随机森林的串联电弧故障检测方法
CN111077406A (zh) 基于脉冲极性特征分布谱图的直流电弧故障检测及定位方法
CN109697437B (zh) 一种基于电激励的绕组模态分析方法及其应用和验证方法
CN102680862A (zh) 并联电容器局部放电在线监测装置及方法
CN108761297B (zh) 一种基于高频信号的干式空心电抗器局部放电故障在线监测仪
CN210155290U (zh) 一种汽车抗电源扰动测试系统
CN111693831A (zh) 一种组合电器盆式绝缘子松动振动检测方法
CN111474185A (zh) 一种基于断路器辐射电磁波信号检测的触头烧蚀程度判定方法
CN103743931A (zh) 一种大功率电网电压模拟电路
CN111025143A (zh) 一种母线转换电流开合试验电路装置及其参数确定方法
CN116338377A (zh) 在线实时获取数据并实现接地网故障监测的方法及系统
CN109298281A (zh) 点火线圈故障诊断系统及方法
Li et al. Fault diagnosis and fault-tolerant control of photovoltaic micro-inverter
CN114935694A (zh) 电缆线路交叉互联回路金属屏蔽电阻带电检测系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200428

RJ01 Rejection of invention patent application after publication