[发明专利]一种基于小波系数均差值的故障电弧检测方法

权利要求书

1.一种基于小波系数均差值的故障电弧检测方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：检测A个相邻周期的等间隔采样点电流数据，设每个周期采样点数为B，利用Mallat算法对采样数据进行分解与重构处理，得到单支重构后的小波高频系数cd_x，x＝1,2,3,…，x表示分解的层数，并取小波高频系数的绝对值；

步骤2：根据式(1)和式(2)分别对第m个半周波和第n个周波的cd_x绝对值求平均，所得均值Mm和Nn，Mm和Nn分别为第m个半周波的M值和第n个周波的N值，m＝1,2,…,2A；n＝1,2,…,A；A为正整数；

$M_m=\frac{2}{B}\underset{i=1}{\overset{B/2}{\Σ}}\left|cdx\left(i\right)\right|---\left(1\right)$

$N_n=\frac{1}{B}\underset{i=1}{\overset{B}{\Σ}}\left|cdx\left(i\right)\right|---\left(2\right)$

式中：i为第i个采样点，i＝1,2,…,B；B为正整数；

步骤3：根据式(3)和式(4)分别求相邻两个M值的一次差值和相邻两个M值的一次差值，

$D_M^{\left(1\right)}\left(m\right)=|M_{m+1}-M_m|---\left(3\right)$

$D_N^{\left(1\right)}\left(n\right)=|N_{n+1}-N_n|---\left(4\right)$

式中：为M值的一次差值，为N值的一次差值，以此类推可以得到A个周期内所有相邻两个M值的一次差值和所有相邻两个N值的一次差值；

步骤4：根据式(5)和式(6)分别求相邻两个M值的二次差值和相邻两个N值的二次差值，

$D_M^{\left(2\right)}\left(m\right)=|D_M^{\left(1\right)}(m+1)-D_M^{\left(1\right)}\left(m\right)|---\left(5\right)$

$D_N^{\left(2\right)}\left(n\right)=|D_N^{\left(1\right)}(n+1)-D_N^{\left(1\right)}\left(n\right)|---\left(6\right)$

式中：D⁽²⁾为D⁽¹⁾的逐差值，以此类推可以得到A个周期内所有相邻两个M值的二次差值和所有相邻两个N值的二次差值；

步骤5：根据式(7)至式(10)分别计算M值一次、二次差值的变化率和N值一次、二次差值的变化率，

${\mathrm{\σ}}_M^{\left(1\right)}=\frac{|M_{m+1}-M_m|}{M_m}---\left(7\right)$

${\mathrm{\σ}}_N^{\left(1\right)}=\frac{|N_{n+1}-N_n|}{N_n}---\left(8\right)$

${\mathrm{\σ}}_M^{\left(2\right)}=\frac{|D_M(m+1)-D_M\left(m\right)|}{D_M\left(m\right)}---\left(9\right)$

${\mathrm{\σ}}_N^{\left(2\right)}=\frac{|D_N(n+1)-D_N\left(n\right)|}{D_N\left(n\right)}---\left(10\right)$

式中：σ⁽¹⁾表示M值和N值的一次差值变化率，σ⁽²⁾表示M值和N值的二次差值变化率；

步骤6：以M值、N值、D值和σ值的大小作为判断依据来判定电弧是否发生，M值、N值、D值和σ值超过所设阈值T_M、T_N、T_D和T_σ后，相应的计数变量C加1；

步骤7：连续检测A个相邻周期的M值、N值和D值，并计算变化率，当在设定的多个连续周期内，计数变量C超过所设定的阈值后，可判断发生了故障电弧。