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一种基于录波数据的故障零时刻判断方法及装置.pdf

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一种 基于 数据 故障 时刻 判断 方法 装置
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摘要
申请专利号:

CN201610859340.9

申请日:

2016.09.28

公开号:

CN106483401A

公开日:

2017.03.08

当前法律状态:

授权

?#34892;?#24615;:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/00申请日:20160928|||公开
IPC分类号: G01R31/00 主分类号: G01R31/00
申请人: 许昌许继软件技术有限公司; 许继电气股份有限公司; 许继集团有限公司; 国?#19994;?#32593;公司
发明人: 周晓娟; 李贞; 王兴安; 陈玉涛; 窦中山; 卓?#25345;? 李燕; 孙航飞; 卜银娜; 王四伟; 张鹏远; 陈强; 杨坤
地址: 461000 河南省许昌?#34892;?#32487;大道38号
优先权:
专利代理机构: 郑州睿信知识产权代理有限公司 41119 代理人: 韩天宝
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610859340.9

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2019.03.19|||2017.04.05|||2017.03.08

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供了一种基于录波数据的故障零时刻判断方法及装置,当设备监视的数据满足设定定值时,启动录波,开始对数据进行分析、诊断及存储。首先确定分析起始点,从此点开始,采用三个采样值方法进行突变量计算,差值结果与阈值进行比较,在一个周期内满足条件的点达到了设定个数,即认为该点所对应的时刻为故障零时刻。本发明在提高运算速度、降低运算负荷的基础上能够快速实现对信号突变点的准确定位。

权利要求书

1.一种基于录波数据的故障零时刻判断方法,其特征在于,该方法包含步骤如下:
步骤1,当电力?#20302;?#26377;扰动,监视的数据满足设定定值时,启动录波,以设定的时段、采
样频率及时长保存数据,其中A、B段分别代表?#20302;?#25200;动前和?#20302;?#25200;动后的数据,采用同一采
样频率采样;
步骤2,以扰动发生时的前两个周波对应的点为分析起始点,从此点开始根据式子
Δi(k)=[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
进行作差,获取差值结果Δi(k),其中N为一个周波的采样点数,k为待分析采样值在存
储数据序列中的序号;
步骤3,将差值结果Δi(k)与阈值S进行比较,如果差值结果Δi(k)大于阈值S,则记下
此点和已经满足条件的点的个数;
步骤4,若是一个周期内满足条件的点达到了设定个数P,则停止计算,同时认为第一个
满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时刻。
2.根据权利要求1所述的一种基于录波数据的故障零时刻判断方法,其特征在于,步骤
1中A段的记录时长最长整定为2秒。
3.根据权利要求1所述的一种基于录波数据的故障零时刻判断方法,其特征在于,步骤
3中所述阈值S=K*An,其中K取0.1,An为电?#22815;?#32773;电流的正常运行值;如果S<0.05,则S=
0.05。
4.根据权利要求1所述的一种基于录波数据的故障零时刻判断方法,其特征在于,步骤
4中所述设定个数P=N/10;如果N<=24,则P=N/3。
5.一种基于录波数据的故障零时刻判断装置,其特征在于,包括如下模块:
1)当电力?#20302;?#26377;扰动,监视的数据满足设定定值时,启动录波,以设定的时段、采样频
率及时长保存数据,其中A、B段分别代表?#20302;?#25200;动前和?#20302;?#25200;动后的数据,采用同一采样频
率采样;
2)用于以扰动发生时的前两个周波对应的点为分析起始点,从此点开始根据式子
Δi(k)=[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]
进行作差,获取差值结果Δi(k)的模块,其中N为一个周波的采样点数,k为待分析采样
值在存储数据序列中的序号;
3)用于将差值结果Δi(k)与阈值S进行比较,如果差值结果Δi(k)大于阈值S,则记下
此点和已经满足条件的点的个数的模块;
4)用于在一个周期内满足条件的点达到了设定个数P时,则停止计算,同时认为第一个
满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时刻的模块。
6.根据权利要求5所述的一种基于录波数据的故障零时刻判断装置,其特征在于,模块
1)中A段的记录时长最长整定为2秒。
7.根据权利要求5所述的一种基于录波数据的故障零时刻判断装置,其特征在于,模块
3)中所述阈值S=K*An,其中K取0.1,An为电?#22815;?#32773;电流的正常运行值;如果S<0.05,则S=
0.05。
8.根据权利要求5所述的一种基于录波数据的故障零时刻判断装置,其特征在于,模块
4)中所述设定个数P=N/10;如果N<=24,则P=N/3。

说明书

一种基于录波数据的故障零时刻判断方法及装置

技术领域

本发明涉及一种电力?#20302;?#33258;动化技术领域,尤其是涉及一种基于录波数据的故障
零时刻判断方法及装置。

背景技术

现代电力?#20302;?#38598;发电、变电、输电、配电和用电于一体,涉及?#27573;?#24191;,?#20197;?#20214;繁多、
结构复杂。因此,在电力?#20302;?#21457;生故障时,需及时检测到所发生的故障,有选择地将故障元
件从电力?#20302;持?#24555;速、自动地切除,使其损坏程度减至最低,并保证最大限度地迅速恢复故
障部分的正常运行,尽快自动恢复停电部分的供电。

准确识别故障零时刻,对于快速切除故障,提高电力?#20302;?#30340;暂态稳定性有着决定
性的意义,它可?#36816;?#30701;故障检测时间,从而减少故障?#20174;?#26102;间,提高输电?#20302;?#30340;效?#30465;?#20026;了
确保电力?#20302;?#30340;安全、可靠、经济运行,需要大量的高?#24405;?#26415;,而采用一种?#34892;?#30340;故障零时
刻判断方法是实现上述目的的第一步。

现有技术中常用傅里叶算法或小波技术对故障零时刻进行识别,但都存在相应的
问题,如傅里叶变换只能?#20174;?#20449;号奇异性的整体性?#21097;?#26080;法具体定位某个点的缺陷;小波技
术虽能实现信号突变点的准确定位,但对处理器的运算处理能力要求较高。

发明内容

为实现故障零时刻的准确定位,并降低处理单元的运算负荷,本发明提供了一种
基于录波数据的故障零时刻判断方法及装置。

一种基于录波数据的故障零时刻判断方法,包含步骤如下:

步骤1,当电力?#20302;?#26377;扰动,监视的数据满足设定定值时,启动录波,以设定的时
段、采样频率及时长保存数据,其中A、B段分别代表?#20302;?#25200;动前和?#20302;?#25200;动后的数据,采用
同一采样频率采样;

步骤2,以扰动发生时的前两个周波对应的点为分析起始点,从此点开始根据式子

Δi(k)=[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]

进行作差,获取差值结果Δi(k),其中N为一个周波的采样点数,k为待分析采样值
在存储数据序列中的序号;

步骤3,将差值结果Δi(k)与阈值S进行比较,如果差值结果Δi(k)大于阈值S,则
记下此点和已经满足条件的点的个数;

步骤4,若是一个周期内满足条件的点达到了设定个数P,则停止计算,同时认为第
一个满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时刻。

进一步的,步骤1中A段的记录时长最长整定为2秒。

进一步的,步骤3中所述阈值S=K*An,其中K取0.1,An为电?#22815;?#32773;电流的正常运行
值,如果S<0.05,则S=0.05。

进一步的,步骤4中所述设定个数P=N/10,如果N<=24,则P=N/3。

一种基于录波数据的故障零时刻判断装置,包括如下模块:

1)用于当电力?#20302;?#26377;扰动,装置监视的数据满足设定定值时,启动录波,以设定的
时段、采样频率及时长保存数据的模块,其中A、B段分别代表?#20302;?#25200;动前和?#20302;?#25200;动后的数
据,采用同一采样频率采样;

2)用于以扰动发生时的前两个周波对应的点为分析起始点,从此点开始根据式子

Δi(k)=[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]

进行作差,获取差值结果Δi(k)的模块,其中N为一个周波的采样点数,k为待分析
采样值在存储数据序列中的序号;

3)用于将差值结果Δi(k)与阈值S进行比较,如果差值结果Δi(k)大于阈值S,则
记下此点和已经满足条件的点的个数的模块;

4)用于在一个周期内满足条件的点达到了设定个数P时,则停止计算,同时认为第
一个满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时刻的模块。

进一步的,模块1)中A段的记录时长最长整定为2秒。

进一步的,模块3)中所述阈值S=K*An,其中K取0.1,An为电?#22815;?#32773;电流的正常运行
值,如果S<0.05,则S=0.05。

进一步的,模块4)中所述设定个数P=N/10,如果N<=24,则P=N/3。

本发明具有如下优点:在提高运算速度、降低运算负荷的基础上能够快速实现对
信号突变点的准确定位。

此外本发明判断方法中的阈值的设定不是固定不变的,可以根据现场实际的电
流、电压变化情况而自?#35270;?#30340;。

本发明中的设定个数也可根据采样频率的不同自?#35270;?#35843;整。

附图说明

图1为本发明提供的故障零时刻判断方法流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于录波数据的故障零时刻判断方法及装置,能够快速实现对
信号突变点的准确定位。

下面结合附图对本发明做进一?#36739;?#32454;的说明。

如图1所示,本发明所述方法包括如下步骤:

1)当电力?#20302;?#26377;扰动,装置监视的数据满足设定定值时,启动录波,保存?#20302;?#25200;动
前后的数据;

扰动前后的数据为主要数据,统一采用最高采样频?#21097;?br />

另外,扰动前后数据存储时长可整定,其中扰动前时长最长设置为2秒。

2)从起始点开始,将采集的录波数据按照式子

Δi(k)=[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]

对应点数据逐一进行作差,获取差值结果Δi(k),其中N为一个周波的采样点数;

本方法以?#20302;?#25200;动点往前推两个周波对应的点为起始计算点,没有完全计算步骤
1)中保存的扰动前全部数据,可以减少计算量,提高运算速度和效?#21097;?#27492;外,往前推两个周
波,是完全考虑了录波启动时的误差。因为只有当满足了设定定值时,才会启动录波进行数
据分析存储,而录波的启动定值都是?#34892;?#20540;,无法精确到具体一个点,即录波启动时无法精
确定位到故障时刻,向前推两个周波,能够准确?#39029;?#25925;障起始点。

3)将步骤2)?#26800;?#21040;的差值结果Δi(k)与阈值S进行比较,如果差值结果Δi(k)大
于阈值S,则记下此点和已经满足条件的点的个数;

4)若是一个周期内满足条件的点达到了设定个数P,则停止计算,不再对本周期内
剩余采样点进行作差比较,同时认为第一个满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时
刻;

若是一个周期内所有采样点全?#23458;?#25104;作差比较后,满足条件的个数没有达到设定
个数P,则将本周期中记录的满足条件的个数清零,从分析起始点向后移动半个周期,从步
骤2)继续进行分析判断。

本方法中采用的周期为一个周波。

本发明所述方法对原始通道数据进行分析,不用再通过原始数据计算相关的序分
量或功率进行分析;数据分析起始点选取包含扰动开始附近点,不用对扰动前全部数据进
行计算;满足条件的点的个数达到设定值即停止计算。这些方法?#21363;?#22823;减少了运算量,提高
运算速度,能快速、高效、精准地?#39029;?#25925;障零时刻。

另外,所述阈值S=K*An,其中K取0.1,An可以是电?#22815;?#32773;电流的正常运行值,如果S
<0.05,则S=0.05。阈值的设定不是一个固定值,可以根据现场实际的电流或电压变化情
况而自?#35270;?#30340;调整。

所述设定个数也不是固定不变的,可以根据采样频?#39318;允视?#21464;化,如:可采用P=
N/10,如果N<=24,则P=N/3。

本发明还提供了一种基于录波数据的故障零时刻判断装置,包括如下模块:

1)用于当电力?#20302;?#26377;扰动,装置监视的数据满足设定定值时,启动录波,以设定的
时段、采样频率及时长保存数据的模块,其中?#20302;?#25200;动前和?#20302;?#25200;动后的数据为主要数据,
统一采用最高采样频?#21097;?br />

2)用于以扰动发生时的前两个周波对应的点为分析起始点,从此点开?#21450;?#29031;式子

Δi(k)=[i(k)-i(k-N)]-[i(k-N)-i(k-2N)]

进行作差,获取差值结果Δi(k)的模块,其中N为一个周波的采样点数;

3)用于将差值结果Δi(k)与阈值S进行比较,如果差值结果Δi(k)大于阈值S,则
记下此点和已经满足条件的点的个数的模块;

4)用于在一个周期内满足条件的点达到了设定个数P时,则停止计算,同时认为第
一个满足差值结果的点所对应的时刻为故障零时刻,若是满足条件的个数没有达到设定个
数P,则往后移动半个周期按照模块2)中的式子继续进行作差判断的模块。

本发明所述装置,实际上是基于上述方法流程的一种计算机解决方案,即一种软
件构件,装置中所述模块与方法中步骤流程一一对应。由于对上述方法的介绍已经足够清
楚完整,故对本发明装置的实施例不再赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。对于本领域的技术
人?#20445;?#20961;是依据本发明的思想,对本发明进行修改或者等同替换,在具体实施方式及应用范
围上所做的任何改动,均应包含在本发明的保护?#27573;?#20043;内。

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