[发明专利]基于神经网络处理器的小电流接地选线装置及其操控方法

说明书

本发明是一种基于神经网络处理器的小电流接地选线装置，其特点是，包括神经网络处理器、FPGA芯片、至少一个存储器、至少一个高速ADC、DSP处理器、ARM处理器、本地人机接口和网络接口，所述的FPGA芯片分别与神经网络处理器、至少一个存储器、至少一个高速ADC、DSP处理器连接，所述的DSP处理器与ARM处理器连接，所述的ARM处理器分别与神经网络处理器、本地人机接口和网络接口连接。并提供其操控方法。具有结构合理，操控方便，故障选线准确率高等优点。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种基于神经网络处理器的小电流接地选线装置及其操控方法。

背景技术

我国的6～66kV配电网主要采用中性点不接地和经消弧线圈接地方式，少数采用经高电阻接地方式，均属于小电流接地系统。配电网中发生故障的几率相对较高，绝大部分是单相接地故障。由于小电流接地系统发生单相接地故障时不形成短路回路，三相间电压依然对称，我国电力规程规定，小电流接地系统可以带单相接地故障继续运行2小时，这样能够提高供电的持续性和可靠性。但实际上多数供电部门为避免事故扩大，都要求在30分钟内切除故障。因我国的配电网多数采用中性点经消弧线圈接地的方式，使得查找故障线路成为一个难题。长期以来，国内外继电保护工作者对小电流接地系统单相接地故障选线、定位进行了不懈地研究与探索。对选线问题，提出了基于不同故障特征的多种选线原理，并且研制出了相应的选线装置，但实际运行效果并不理想。根据现场不完全统计，目前的选线装置选线准确率普遍在60%以下，以至于多数现场运行人员仍用传统的顺序拉刀闸法查找故障线路，大大降低了供电可靠性。因此，进一步研究配电网的单相接地故障检测方法，具有很强的理论和实际意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是，提供了一种结构合理，操控方便，故障选线准确率高的基于神经网络处理器的小电流接地选线装置，并提供其操控方法。

实现上述发明目的采用的技术方案是，一种基于神经网络处理器的小电流接地选线装置，其特征是，它包括神经网络处理器、FPGA芯片、至少一个存储器、至少一个高速ADC、DSP处理器、ARM处理器、本地人机接口和网络接口，所述的FPGA芯片分别与神经网络处理器、至少一个存储器、至少一个高速ADC、DSP处理器连接，所述的DSP处理器与ARM处理器连接，所述的ARM处理器分别与神经网络处理器、本地人机接口和网络接口连接。

一种基于神经网络处理器的小电流接地选线装置的操控方法，它包括以下步骤：

1)采样数据的S1阶段：同步采样各送电线路的三相电压、三相电流，并将采样数据按照队列方式送入存储器，进入S2阶段；

2)是否有零序电压的S2阶段：如果DSP处理器计算出系统零序电压突变量大于门限值，则认为系统发生接地故障，记录故障时刻，进入S3阶段，否则回到S1阶段；

3)继续采样20个基波数据的S3阶段：令高速ADC继续采样20个基波周期时长的数据，与故障时刻前20个基波周期时长的数据一同作为小电流选线算法的数据，进入S4阶段；

4)运行小电流接地选线算法的S4阶段：DSP处理器首先对存储器中的故障前后数据进行必要处理，然后通知神经网络处理器启动，进行并行计算得到故障线路输出值，同时DSP处理器依次运行暂态零序分量幅值法、零序五次谐波电流选线法、小波分析法判断故障线路，进入S5阶段；

5)输出选线结果的S5阶段： ARM处理器从DSP处理器和神经网络处理器中读取本次故障的选线结果，并在触摸屏上输出，同时上传到局端服务器。如果DSP处理器所运行的三种算法中有两种得到的选线结果一致，则仅显示此一种结果，否则显示三个结果，供运行人员参考，在装置投入运行的早期，神经网络处理器给出的选线结果没有什么参考价值，运行人员可以忽略它，进入S6阶段；