[发明专利]一种数字化变电站电子式互感器的故障诊断方法

权利要求书

1.一种数字化变电站电子式互感器的故障诊断方法，该故障诊断方法包括以下步骤：

a.从连接电子式互感器的合并单元中采集电子式互感器安装处三相电压、三相电流共六条互感器通道的输出电气量数据；

b.采用Bior3.1小波变换对三相电压、三相电流共六条通道的输出电气量数据进行四层小波变换；

c.获取小波变换四层细节系数的逐层的模极大值；

d.模极大值与所设定的阈值比较；

e.通过多尺度模极大值综合处理方法获取信号奇异点及其奇异时刻；

f.通过对六条通道信号奇异时刻的信息融合处理得到故障诊断判据；

g.根据故障诊断判据得到电子式互感器的故障诊断结果；

其中，所述的多尺度模极大值综合处理方法，它包括以下步骤：

(1).根据小波变换第一层细节系数枚举出存在较大模极大值的采样点；

(2).在采样点的位置对应查看其他细节层中对应点的模极大值，如果不存在，则此点便不是信号奇异点；如果存在，进一步确定此点的模极大值是否有相同的符号；如果符号相同，便保留下来当作信号奇异点的候选点，并记录此点的时刻；否则，舍弃；如果在很小的区域内有多个候选点，选取位置最靠前的采样点作为信号奇异点，同时记录奇异点时刻，多尺度模极大值综合处理方法的公式表示为：

如果式：

|W_dm[j]|＞ΔW_m，

W_d0[j]*W_d1[j]0，

W_d0[j]*W_d2[j]＞0，

W_d0[j]*W_d3[j]＞0，

W_d1[j]*W_d2[j]＞0，

W_d1[j]*W_d3[j]＞0，

W_d2[j]*W_d3[j]＞0，

同时成立，则此j点便为信号奇异点，其奇异点时刻为此点的采样时刻；

如果不同时成立，则此j点便不是信号奇异点；

以上公式中的W_dm[j]表示第m组细节系数中的第j个小波变换细节系数，j的取值取决于小波变化数据窗口大小，如果数据窗口为2400，则其取值范围为1～2400；m表示尺度数，取值为0，1，2，3；

电子式互感器故障诊断判据方式为：

a.若六条数据采集通道的输出电气量数据经小波变换后，仅存在一条通道出现奇异时刻，即公式L_ai+L_bi+L_ci+L_au+L_bu+L_cu＝1成立，则出现奇异时刻的通道对应电子式互感器故障；

b.若六条数据采集通道的输出电气量数据经小波变换后，仅存在两条通道出现奇异时刻，即公式L_ai+L_bi+L_ci+L_au+L_bu+L_cu＝2成立，则出现奇异时刻的通道对应电子式互感器故障；

c.若六条数据采集通道的输出电气量数据经小波变换后，存在三条通道出现奇异时刻，即公式L_ai+L_bi+L_ci+L_au+L_bu+L_cu＝3成立，则出现奇异时刻的通道对应电子式互感器故障；

d.若六条数据采集通道的输出电气量数据经小波变换后，存在四条通道出现奇异时刻，即公式L_ai+L_bi+L_ci+L_au+L_bu+L_cu＝4成立，则进一步诊断判据如下：

如果公式t_ai＝t_au||t_bi＝t_bu||t_ci＝t_cu成立，则电网发生两相短路故障；

如果公式t_ai＝t_au||t_bi＝t_bu||t_ci＝t_cu不成立，则四条出现奇异时刻的通道对应电子式互感器故障；

e.若六条数据采集通道的输出电气量数据经小波变换后，存在五条通道出现奇异时刻，即公式L_ai+L_bi+L_ci+L_au+L_bu+L_cu＝5成立，则电网发生两相短路故障，独立奇异时刻通道对应电子式互感器故障；

f.若六条数据采集通道的输出电气量数据经小波变换后，全部出现奇异时刻，即公式L_ai+L_bi+L_ci+L_au+L_bu+L_cu＝6成立，则进一步诊断判据如下：

①如果公式t_ai＝t_bi＝t_au＝t_bu＝t_ci＝t_cu成立，则电网发生短路故障或是自动重合闸；

②如果存在五条通道的信号奇异时刻相同，则电网发生两相短路故障以及独立奇异时刻通道对应电子式互感器故障；

③如果存在四条通道的信号奇异时刻相同，则结合保护管理系统中对故障类型的判别；假如是两相短路故障，则其中两条独立奇异时刻的通道对应互感器故障；假如为其他故障，则视为互感器正常；

④如果存在两条或是三条通道的信号奇异时刻相同，则为电网原因造成互感器输出电气量数据异常；

⑤如果六条通道信号奇异时刻不同，则六条通道的互感器均故障；

g.电网振荡时，六条数据采集通道的输出电气量数据经小波变换后，不会出现奇异时刻，即公式L_ai+L_bi+L_ci+L_au+L_bu+L_cu＝0成立；

公式中假定三相电流、三相电压共六条通道的输出电气量分别为：i_a、i_b、i_c、u_a、u_b、u_c；这些电气量在一定时间窗内经小波变换后，若存在奇异点，设其奇异时刻分别为：t_ai、t_bi、t_ci、t_au、t_bu、t_cu；若不存在奇异点，则设其奇异时刻值为∞；进一步引入逻辑变量L_ai、L_bi、L_ci、L_au、L_bu、L_cu，各逻辑变量的值通过以下公式求得：

Lai=0,tai=∞1,tai≠∞,]]>

Lbi=0,tbi=∞1,tbi≠∞,]]>

Lci=0,tci=∞1,tci≠∞,]]>

Lau=0,tau=∞1,tau≠∞,]]>

Lbu=0,tbu=∞1,tbu≠∞,]]>

Lcu=0,tcu=∞1,tcu≠∞.]]>