CN111276947B - 识别故障的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种识别故障的方法及装置。其中，该方法包括：获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值；基于多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护；如果启动，获取故障的起始时间；基于故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值；基于多个采样点的电流突变量的采样值与保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障。本申请解决了配网线路电流I段保护延时较长的技术问题。

Description

识别故障的方法及装置

技术领域

本申请涉及电力系统故障识别领域，具体而言，涉及一种识别故障的方法及装置。

背景技术

电流保护是反映系统发生故障时电流幅值增大，通过与固定定值比较构成的一种保护方式，由于其原理简单、接线简单，投资小，在配电网线路中得到广泛应用。在现有微机保护实现过程中，一般地保护装置通过离散采集来自电流互感器的电流值，并进一步经过数字滤波、FFT计算、定值比较判别故障。但对于电流I段瞬时段保护而言，如果经FFT计算的电流幅值大于定值进行保护动作判别，在保护内部计算与信号处理时，本身需要将近一个工频周期数据窗，造成保护动作延时较长。

随着城市配电网的快速发展，配电系统出现较多的短线路多级相连馈出情况。由于短线路的线路阻抗较小，基于传统电流I段保护整定原则，即使在最大运行方式下，也没有保护范围，或者说保护校验时保护范围远小于线路的15％。对于这种情况，多级馈线路不得已采取电流I段保护经延时配合实现选择性，但相对的牺牲了保护的速动性，特别是级数越多，电源端保护延时越长。

针对配网线路电流I段保护延时较长的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种识别故障的方法及装置，以至少解决配网线路电流I段保护延时较长的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种识别故障的方法，包括：获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值；基于多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护；如果启动，获取故障的起始时间；基于故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值；基于多个采样点的电流突变量的采样值与保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障。

可选地，获取多个采样点的电流突变量的采样值，包括：使用保护装置对多个采样点的电流电气信息量进行采样，并将连续的电流信息进行离散化；去除离散化的电流信息中的直流分量，得到过滤后的电流信息；基于过滤后的电流信息，提取得到电流突变量的采样值。

可选地，去除离散化的电流信息中的直流分量，包括：通过对离散化的电流信息进行小步长差分计算，来去除直流分量，其中，步长处于预定范围值之内。

可选地，基于过滤后的电流信息，提取得到电流突变量的采样值，包括：将小步长差分计算后的电流信息再进行整周期步长差分计算，提取到电流突变量的采样值，其中，整周期步长为i个工频周期，i为大于等于2的自然数。

可选地，基于多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护，包括：基于多个电流突变量中短数据窗的采样值与低定值门槛的比较结果，确定是否启动故障保护，其中，如果短数据窗中电流突变量的采样值满足低定值门槛，则启动故障保护，低定值门槛用于排除不平衡电流。

可选地，获取故障的起始时间，包括：对连续多个采样点采集到的电流突变量的数据进行正弦拟合计算，将计算得到的故障时刻作为发生故障的起始时间，其中，数据包括：每个采样点的采样值和对应的采样时间。

可选地，基于故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值，包括：基于故障的起始时间，确定定值正弦化的起始时刻，其中，正弦化的幅值为固定定值，正弦信号的周期为工频；基于连续多个采样点采集到的电流突变量的采样值，以及每个电流突变量对应的采集时刻，获取定值正弦化曲线；对定值正弦化曲线进行离散化处理，得到保护定值正弦化离散值的散值序列。

可选地，基于多个采样点的电流突变量的采样值与保护定值正弦化离散值的比较结果，识别到电力系统是否发生故障，包括：基于多个采样点的电流突变量的采样值，获取故障电流采样序列；将故障电流采样序列与保护定值正弦化离散值进行比较；如果比较结果为故障电流采样序列中的采样值都大于保护定值正弦化离散值，则确定电力系统发生故障。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种识别故障的装置，包括：第一获取模块，获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值；判断模块，用于基于多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护；第二获取模块，用于在启动故障保护的情况下，获取故障的起始时间；第三获取模块，用于基于故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值；识别模块，用于基于多个采样点的电流突变量的采样值与保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上的识别故障的方法。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的识别故障的方法。

在本申请实施例中，采用获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值；基于多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护；如果启动，获取故障的起始时间；基于故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值；基于多个采样点的电流突变量的采样值与保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障的方式，通过在固有保护定值整定配合原则不变的的前提下，在系统故障后，将固定保护定值正弦化，并基于故障电流采样离散化，形成离散化的定值，故障电流采样值不再是与固定高定值比较，而是与离散化的低定值比较，在故障初始电流上升时刻，保护就能够迅速判别故障，达到了明显减小保护处理延时的目的，从而实现了提高保护动作速度的技术效果，进而解决了配网线路电流I段保护延时较长技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种识别故障的方法的流程图；

图2是根据本申请实施例的一种基于电流突变量的保护启动与故障时刻分析图；

图3是根据本申请实施例的一种定值正弦化与离散分析图；

图4是根据本申请实施例的一种改进保护动作与判别时间分析图；

图5是根据本申请实施例的一种系统故障时传统保护处理时间分析图；

图6a是根据本申请实施例的一种负荷电流与CT饱和时保护判断分析图；

图6b是根据本申请实施例的另一种负荷电流与CT饱和时保护判断分析图；

图7是根据本申请实施例的一种系统仿真图；

图8a是根据本申请实施例的一种区内故障时故障电流与保护动作图；

图8b是根据本申请实施例的另一种区内故障时故障电流与保护动作图；

图9a是根据本申请实施例的一种区外故障时故障电流与保护动作图；

图9b是根据本申请实施例的另一种区外故障时故障电流与保护动作图；

图10a是根据本申请实施例的一种负荷增大情况下电流与保护动作图；

图10b是根据本申请实施例的一种区内故障伴随CT饱和情况下电流与保护动作图；

图11是根据本申请实施例的一种识别故障的装置的结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请实施例，提供了一种识别故障的方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本申请实施例的一种识别故障的方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值。

步骤S104，基于多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护。

步骤S106，如果启动，获取故障的起始时间。

步骤S108，基于故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值。

步骤S110，基于多个采样点的电流突变量的采样值与保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障。

步骤S102至步骤S110提供了一种基于定值正弦离散比较的超快速电流保护新方法，通过上述步骤，通过在固有保护定值整定配合原则不变的的前提下，在系统故障后，将固定保护定值正弦化，并基于故障电流采样离散化，形成离散化的定值，故障电流采样值不再是与固定高定值比较，而是与离散化的低定值比较，在故障初始电流上升时刻，保护就能够迅速判别故障，达到了明显减小保护处理延时的目的，从而实现了提高保护动作速度的技术效果。

根据本申请的一个可选的实施例，步骤S102可以通过以下方法实现：使用保护装置对多个采样点的电流电气信息量进行采样，并将连续的电流信息进行离散化；去除离散化的电流信息中的直流分量，得到过滤后的电流信息；基于过滤后的电流信息，提取得到电流突变量的采样值。

根据本申请的一个可选的实施例，去除离散化的电流信息中的直流分量，包括：通过对离散化的电流信息进行小步长差分计算，来去除直流分量，其中，步长处于预定范围值之内。

保护装置对电流电气信息量进行A/D采样，将连续的电流信息离散化；将离散化的电流信息取小步长差分计算，以消除直流分量。该步长不能过大，否则直流滤除效果不好；该步长也不能过小，否则容易混叠干扰信号；基于传统24点采样，去一点步长差分。

在本申请的一个可选的实施例中，基于过滤后的电流信息，提取得到电流突变量的采样值，包括：将小步长差分计算后的电流信息再进行整周期步长差分计算，提取到电流突变量的采样值，其中，整周期步长为i个工频周期，i为大于等于2的自然数。将小步长差分后的电流信息再取整周期步长差分计算，以提取电流突变量。整周期步长取2个工频周期。

根据本申请的一个可选的实施例，步骤S104可以通过以下方法实现：基于多个电流突变量中短数据窗的采样值与低定值门槛的比较结果，确定是否启动故障保护，其中，如果短数据窗中电流突变量的采样值满足低定值门槛，则启动故障保护，低定值门槛用于排除不平衡电流。

系统故障时，取对应电流突变量采样值，定义初始M个采样点序列为I_m(1)、I_m(2)、…、I_m(M)。基于电流突变量采样值与低定值门槛比较构成保护启动判据，令

公式为

这里，R_st为多点保护比较结果之和，I_Set1为低定值门槛，基于避免由于测量误差等原因造成的不平衡电流整定；M为初始采样点数，考虑到保护装置不同采样率，该点数可以取八分之一工频周期时间内采样点数；m主要考虑采样值干扰点，根据实际情况取值，为保证可靠性，本实施例优先选取M/3。

根据本申请的一个可选的实施例，步骤S106可以通过以下方法实现：对连续多个采样点采集到的电流突变量的数据进行正弦拟合计算，将计算得到的故障时刻作为发生故障的起始时间，其中，数据包括：每个采样点的采样值和对应的采样时间。

故障时刻计算特征如下：假设电流突变量采样值I_m(1)、I_m(2)、…对应采样时刻为t_m(1)、t_m(2)、…，则根据正弦函数拟合，可以求解时刻t₀，公式为如下：

N为保护装置每周波采样点数，T为工频周期时间，α为故障初相角，k为故障电流采样序列，k＝0,2,…,N-1。根据可靠性要求，可以选取不同k点，计算多种α值，求取平均值以提高可靠性。

在本申请的一些可选的实施例中，步骤S108可以通过以下方法实现：基于故障的起始时间，确定定值正弦化的起始时刻，其中，正弦化的幅值为固定定值，正弦信号的周期为工频；基于连续多个采样点采集到的电流突变量的采样值，以及每个电流突变量对应的采集时刻，获取定值正弦化曲线；对定值正弦化曲线进行离散化处理，得到保护定值正弦化离散值的散值序列。

基于上述故障时刻t₀为定值正弦化的起始时刻，以固定定值为正弦化的幅值，建立以工频为周期的正弦信号：

i_S(t)＝I_Set2 sin(2πft) t∈[t₀,t₀+T]

式中，

为高定值门槛，按传统电流保护定值I_Set对应的峰值整定；t的范围说明正弦化曲线控制在一周范围内即可。

已知故障电流突变量初始采样值对应I_m(1)、I_m(2)、…、I_m(M)，基于对应时刻，需离散化定值正弦化曲线，定义固定定值正弦化后得到离散值序列为I_S(1、)I_S(、2)、I_S M(，其值计算公式为

这里α为权利要求4计算的故障初相角。

在本申请的一些可选的实施例中，步骤S110可以通过以下方法实现：基于多个采样点的电流突变量的采样值，获取故障电流采样序列；将故障电流采样序列与保护定值正弦化离散值进行比较；如果比较结果为故障电流采样序列中的采样值都大于保护定值正弦化离散值，则确定电力系统发生故障。

基于传统电流保护，正方向保护范围内发生故障，故障电流大于定值。此时对应的故障电流采样序列I_m(1)、I_m(2)、…、I_m(M)一定都大于定值正弦化离散值序列。为提高可靠性，采用多点比较构成保护故障识别判据，令

公式为

式中，R_oc为多点保护比较结果之和；M为初始参与比较采样点数，考虑到保护装置不同采样率，该点数同启动判据短数据窗时间内采样点数；同样考虑采样值存在干扰点，m根据实际情况取值，为保证可靠性，推荐选取M/3。

通过上述方法可以实现以下技术效果：只需要利用配网电流保护现有的硬件设备，不需要增加新的装置，工程实用性强；通过对固定定值正弦化，减少了故障电流比较门槛，提高故障判别速度，减少保护延时；该保护方案采取连续多点计算，抗干扰能力强，可靠性高。

下面以一个具体实施例对上述步骤进行说明，本申请实施例提供的基于定值正弦离散比较的超快速电流保护方法具体包括以下步骤：

步骤1：对配网线路电流采样值进行差分计算。如电流采样值序列为i(1)、i(2)、L、i(n)，其中，1、2、L、n为采样时刻，通过小步长差分滤波消除直流分量，公式为i_c(k)＝A(i(k)-i(k-1))，i_c(1)、i_c(2)、L、i_c(n)为差分后采样序列。需要说明的是，该步长不能过大，否则直流滤除效果不好；该步长也不能过小，否则容易混叠干扰信号；基于传统24点采样，去一点步长差分；

为幅值还原系数，N为每工频周期采样点数。进一步，通过整周期差分计算电流突变量采样值，公式为I_m(k)＝i(k)-i(k-2N)，I_m(1)、I_m(2)、L、I_m(n)为电流突变量序列。

步骤2：图2是根据本申请实施例的一种基于电流突变量的保护启动与故障时刻分析图，如图2所示，系统故障时，取对应电流突变量采样值，定义初始M个采样点序列为I_m(1)、I_m(2)、L、I_m(M)。基于电流突变量采样值与低定值门槛比较构成保护启动判据，令

如式(1)所示：

式(1)中，I_Set1为低定值门槛，基于避免由于测量误差等原因造成的不平衡电流整定；M为初始采样点数，考虑到保护装置不同采样率，该点数可以取八分之一工频周期时间内采样点数；m主要考虑采样值干扰点，根据实际情况取值，为保证可靠性，本专利推荐选取M/3。

步骤3：在电流突变量计算时，一般不可能正好过零点对应采样时刻，这样的话，需要根据初始采样值I_m(1)、I_m(2)、I_m(3)计算出电流突变量过零时刻t₀(这个时间与实际故障时间相差小于一个采样间隔，所以，图2中表示该时刻为故障时刻)，以便于构建定值正弦化曲线。假设采样值I_m(1)、I_m(2)、…对应采样时刻为t_m(1)、t_m(2)、…，则根据正弦函数可以求解时刻t₀

式(2)中，N为保护装置每周波采样点数，T为工频周期时间，α为故障初相角，k为故障电流采样序列，k＝0,2,…,N-1。实际保护装置处理过程中，如果强解方程求取α值，计算量较大。本专利提出，在α值范围内采用二分法，取值代入，并离线将多种式(2)左侧比值关系预存，实际处理过程，只需计算电流比值，对比相应比值关系查找α值即可。当然，根据可靠性要求，可以选取不同k点，计算多种α值，求取平均值以提高可靠性。

步骤4：基于步骤3计算的故障时刻t₀为定值正弦化的起始时刻，以固定定值为正弦化的幅值，建立以工频为周期的正弦信号：

i_S(t)＝I_Set2sin(2πft) t∈[t₀,t₀+T] (3)

式中，

为高定值门槛，按传统电流保护定值I_Set对应的峰值整定；t的范围说明正弦化曲线控制在一周范围内即可。进一步定义固定定值正弦化后得到离散值序列为I_S(1)、I_S(2)、…、I_S(M)。

图3是根据本申请实施例的一种定值正弦化与离散分析图，如图3所示，根据定值正弦化的曲线，其峰值同故障电流变化量曲线峰值对应同一时刻，根据常规电流保护原理，只有故障电流大于定值成立，此时的故障电流曲线一定在定值正弦化曲线之上；否则相反。作图曲线可以从图示容易看出，但在保护装置内，故障电流为离散化的采样值，此时也必须将正弦化的曲线离散化处理。为了保护判据的可比较性，这里要求正弦化曲线的离散化必须对应故障电流为采样离散化。

如图(2)，已知故障电流突变量，初始采样值对应I_m(1)、I_m(2)、…、I_m(M)，基于对应时刻，需离散化定值正弦化曲线，定义离散序列为I_S(1)、I_S(2)、…、I_S(M)，其值计算为

步骤5：当m侧编码完成后，将信息通过通信通道发送至n侧；同时，等待接收n侧发过来的同步信息。

步骤6：综合上述步骤分析，在系统发生故障后，可以获得电流突变量电流，进而通过将固定定值正弦化后得到离散定值序列I_S(1)、I_S(2)、…、I_S(M)。基于传统电流保护，正方向保护范围内发生故障，故障电流大于定值，此时对应的故障电流采样序列I_m(1)、I_m(2)、…、I_m(M)一定都大于定值正弦化离散序列。进一步，为提高可靠性，一般会采用多点比较构成保护判据，令

如式(5)所示。

式(5)中，R_oc为多点保护比较结果之和；M为初始参与比较采样点数，考虑到保护装置不同采样率，该点数同启动判据短数据窗时间内采样点数；同样考虑采样值存在干扰点，m根据实际情况取值，为保证可靠性，推荐选取M/3。

分析保护动作特性与故障判别时间。图4是根据本申请实施例的一种改进保护动作与判别时间分析图，如图4所示，由于仅采用离散采样值计算，并将定值离散化比较，在系统故障后，几个采样时刻即可判别出故障，基于保护判据和整定原则，保护在周波/8时间内完成保护判断，其保护延迟Δt₂＝t₂-t₀。这个延时时间仅与参与保护计算采样点数有关，由图可知，该时间不超过半个周波，一般在2.5ms左右，相比较图5所示传统保护动作时间Δt₁，明显大幅度减少保护动作延时。

步骤7：采样值应用于保护中，具有快速动作的特点，但也易受一些因素影响，主要包括：采样值干扰、非周期直流分量，负荷电流突变、CT饱和等。

针对采样值干扰，前文分析已经考虑到该问题，保护判据中m值得取值能够有效避免干扰问题，同时，当采样频率越来越高时，该问题能够更好地解决。

针对非周期直流分量，它的存在使得采样值向时间轴一侧偏移，直接应用于保护判据将出现保护误动。因此，在计算突变量保护前，必须先采样差分算法，滤除直流分量，按照传统微机保护装置24点采样，采取一点差分即可。

针对负荷电流突变，存在电流突变量时，考虑重负荷电流较大，电流突变量可能大于低定值门槛，保护一般会启动，但电流保护定值整定时，是考虑躲过负荷电流的影响，因此，此时，突变量电流不会超过高定值门槛，同样地，在定值正弦化后，采样值也会低于正弦离散定值，如图6(a)所示负荷突增。

针对CT饱和，这也是困扰常规电流保护的关键问题。由于配电网线路中，CT元件不像主网高压CT那么高阈值，在电流大于(5-8)I_N时，CT极易出现饱和现象，直接延迟了保护动作时间。而对于本文提出的保护方案，在出现CT饱和时，CT过零点释放饱和磁通，CT进入不饱和区，输出一段正常电流，这也是CT保护识别常应用的数据区；这段数据区，对于本文过流保护同样重要，且足够保护判断(配网不存在多电源，CT超严重饱和一般无需考虑)。如图6(b)所示CT饱和，不饱和区下完成保护判断。

步骤8：利用PSCAD软件建立如图7所示的配网系统模型进行仿真实验，系统参数基于IEEE 34节点系统，网络拓扑简化如图7，高压系统修改为110kV，系统频率修改为50Hz，另外，F₁、F₂分别设为区内、区外故障点。由图7计算，以CB₂电流保护I段为例，线路末端短路三相短路电流1.3kA；所以设定保护定值I_Set＝1.56kA；以下仿真中，图示标注统一：dI为电流突变量波形，Irms为电流有效值波形，RS_SIN为定值正弦化波形，I为采样电流波形，“传统”为传统电流保护动作波形，“改进”为改进电流保护动作波形。

(1)区内故障下保护验证。当F1点在16ms发生区内相间短路时，如图8(a)所示三相短路(F1点ABC故障)，电流由负荷电流0.23kA变为2.12kA，传统电流保护能够动作，但动作时间31.5ms，而改进保护动作时间19ms，相比较保护动作时间加快。同样地，当F1点在16ms发生如图8(b)所示区内AB相间短路时(F1点AB故障)，电流由负荷电流0.23kA变为1.78kA，传统电流保护能够动作，但动作时间35.1ms，而改进保护动作时间19ms，相比较保护动作时间加快。

(2)区外故障下保护验证。当F2点在16ms发生区外相间短路时，如图9(a)所示三相短路(F2点ABC故障)，电流由负荷电流0.23kA变为1.3kA，传统电流保护与改进电流保护均不动作；同样地，当F1点在16ms发生如图9(b)所示区内AB相间短路时(F2点AB故障)，电流由负荷电流0.23kA变为1.05kA，传统电流保护与改进电流保护均不动作。

(3)负荷增大与CT饱和时保护验证。当系统在16ms出现负荷突增，如图10(a)所示负荷增大，电负荷流由0.23kA变为0.79kA，传统电流保护与改进电流保护均不动作。另外，当F1点在16ms发生如图10(b)所示区内ABC短路时区内故障伴随CT饱和，电流由负荷电流0.23kA变为2.12kA，但此时伴随CT饱和，电流波形明显畸变，传统电流保护动作时间延迟，达到70ms，且随着保护严重性，保护动作存在不稳定情况；而改进电流保护不受影响，动作时间依旧是19ms，具有较好抗CT饱和特性。

上述方法针对传统配网线路瞬时电流速断保护基于固定定值比较，保护动作较慢的问题，提出利用A/D模拟转换的离散采样值，通过小步长差分滤波消除直流分量、整周期差分计算电流突变量采样值，并取短数据窗(一般不超过八分之工频周期)连续电流突变量采样值构成保护启动判据、故障识别判据，构建超快速电流保护新方法。

该方法首先基于短数据窗电流突变量采样值与低定值门槛比较构成保护启动判据，满足启动判据后，利用连续多点电流突变量数据正弦拟合计算故障起始时刻；进而再基于故障起始时刻，以保护高定值为幅值正弦化定值，并离散化为对应离散值；最终仍基于该数据窗电流突变量采样值与保护定值正弦化离散值比较构成保护判据，实现保护的超快速故障识别。该保护方法原理简洁，简单，且明显具备快速性，应用在工程上多级配网线路中可缩小电流保护级差配合。

图11是根据本申请实施例的一种识别故障的装置的结构图，如图11所示，该装置包括：

第一获取模块110，获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值。

判断模块112，用于基于多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护。

第二获取模块114，用于在启动故障保护的情况下，获取故障的起始时间。

第三获取模块116，用于基于故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值。

识别模块118，用于基于多个采样点的电流突变量的采样值与保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障。

需要说明的是，图11所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行以上的识别故障的方法。

存储介质用于存储执行以下功能的程序：获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值；基于多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护；如果启动，获取故障的起始时间；基于故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值；基于多个采样点的电流突变量的采样值与保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障。

本申请实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上的识别故障的方法。

处理器用于运行执行以下功能的程序：获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值；基于多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护；如果启动，获取故障的起始时间；基于故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值；基于多个采样点的电流突变量的采样值与保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，ReBJDLd-Only Memory)、随机存取存储器(RBJDLM，RBJDLndom BJDLccess Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种识别故障的方法，其特征在于，包括：

获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值；

基于所述多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护；

如果启动，获取故障的起始时间；

基于所述故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值；

基于所述多个采样点的电流突变量的采样值与所述保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障；

获取故障的起始时间，包括：对连续多个采样点采集到的电流突变量的数据进行正弦拟合计算，将计算得到的故障时刻作为发生所述故障的起始时间，其中，所述数据包括：每个采样点的采样值和对应的采样时间；

基于所述故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值，包括：基于所述故障的起始时间，确定定值正弦化的起始时刻，其中，所述正弦化的幅值为固定定值，正弦信号的周期为工频；基于连续多个采样点采集到的电流突变量的采样值，以及每个电流突变量对应的采集时刻，获取定值正弦化曲线；对所述定值正弦化曲线进行离散化处理，得到所述保护定值正弦化离散值的散值序列；

基于所述多个采样点的电流突变量的采样值与所述保护定值正弦化离散值的比较结果，识别到电力系统是否发生故障，包括：基于所述多个采样点的电流突变量的采样值，获取故障电流采样序列；将所述故障电流采样序列与所述保护定值正弦化离散值的散值序列进行比较；如果比较结果为所述故障电流采样序列都大于所述保护定值正弦化离散值的散值序列，则确定所述电力系统发生故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取多个采样点的电流突变量的采样值，包括：

使用保护装置对多个采样点的电流电气信息量进行采样，并将连续的电流信息进行离散化；

去除离散化的电流信息中的直流分量，得到过滤后的电流信息；

基于所述过滤后的电流信息，提取得到所述电流突变量的采样值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，去除离散化的电流信息中的直流分量，包括：

通过对所述离散化的电流信息进行小步长差分计算，来去除所述直流分量，其中，步长处于预定范围值之内。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述过滤后的电流信息，提取得到所述电流突变量的采样值，包括：

将所述小步长差分计算后的电流信息再进行整周期步长差分计算，提取到所述电流突变量的采样值，其中，所述整周期步长为i个工频周期，i为大于等于2的自然数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护，包括：

基于所述多个电流突变量中短数据窗的采样值与低定值门槛的比较结果，确定是否启动故障保护，其中，如果所述短数据窗中电流突变量的采样值满足所述低定值门槛，则启动所述故障保护，所述低定值门槛用于排除不平衡电流。

6.一种识别故障的装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，获取配网线路中多个采样点的电流突变量的采样值；

判断模块，用于基于所述多个采样点的电流突变量的采样值，确定是否启动故障保护；

第二获取模块，用于在启动故障保护的情况下，获取故障的起始时间；

第三获取模块，用于基于所述故障的起始时间，获取保护定值正弦化离散值；

识别模块，用于基于所述多个采样点的电流突变量的采样值与所述保护定值正弦化离散值的比较结果，识别电力系统是否发生故障；

所述第二获取模块，还用于对连续多个采样点采集到的电流突变量的数据进行正弦拟合计算，将计算得到的故障时刻作为发生所述故障的起始时间，其中，所述数据包括：每个采样点的采样值和对应的采样时间；

所述第三获取模块，还用于基于所述故障的起始时间，确定定值正弦化的起始时刻，其中，所述正弦化的幅值为固定定值，正弦信号的周期为工频；基于连续多个采样点采集到的电流突变量的采样值，以及每个电流突变量对应的采集时刻，获取定值正弦化曲线；对所述定值正弦化曲线进行离散化处理，得到所述保护定值正弦化离散值的散值序列；

所述识别模块，还用于基于所述多个采样点的电流突变量的采样值，获取故障电流采样序列；将所述故障电流采样序列与所述保护定值正弦化离散值的散值序列进行比较；如果比较结果为所述故障电流采样序列都大于所述保护定值正弦化离散值的散值序列，则确定所述电力系统发生故障。

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至5中任意一项所述的识别故障的方法。

8.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至5中任意一项所述的识别故障的方法。

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