[发明专利]基于工频采样的弱冲击信号提取与分离方法

说明书

本发明提供了基于工频采样的弱冲击信号提取与分离方法，包括：将线路信号通过高速采样模块采集，过采样算法对采样信号处理，改变信号采样频率和精度，通过启动滤波器分离出过采样信号中暂态信号，峰值积分器处理，获得暂态信号模最大值，比较信号变化情况，启动算法根据信号变化作出判断，给出相应响应。通过本发明可以有效提取暂态信号，过采样算法扩展了启动的动态范围，使暂态信号动态范围超过60dB。设备对暂态信号的响应灵敏度高，可以对工频信号幅值0.1％的暂态信号响应。设备运行稳定性高，抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及电力故障测距设备，尤其涉及一种基于工频采样的弱冲击信号提取与分离方法。

背景技术

电力系统故障测距方法主要有故障分析法测距和行波测距两种。近几年行波法比较流行，行波法就是根据故障时产生的高频暂态行波信号传播时间测量距离的新方法。实际中，行波传播线路长度的长短、过渡电阻的大小都会影响行波波头的形状和幅值，对行波测距而言，行波波头受影响越严重，识别行波波头越困难，特别是噪声干扰严重的时候，容易产生误判，影响波形分析的准确率。如何有效地提取行波是进行行波故障测距的前提条件。行波信号能量比工频信号能量小很多，只有幅值门槛尽量低才能保证行波信号被响应，幅值门槛低在干扰信号比较大时，就容易发生误报警。测距设备要求启动弱信号尽量小，抗干扰能力强。

发明内容

为了更好响应暂态信号，提高抗干扰能力，保证设备稳定可靠运行，本发明提出了基于工频采样的弱冲击信号提取与分离方法。

本发明采用如下技术方案：

基于工频采样的弱冲击信号提取与分离方法，包括如下步骤：

步骤一、获取被测线路电压或电流信号；

步骤二、对获取的电压或电流信号进行过采样处理；

步骤三、通过数字启动滤波器过滤掉步骤二的过采样信号中所包含的工频信号，提取过采样信号中的暂态信号；

步骤四、对暂态信号进行峰值处理；

步骤五、通过比较当前采样点信号与参考采样点信号的强度变化，确定信号的类型，实现基于工频采样的弱冲击信号提取与分离。

进一步地，所述步骤一中，获取被测线路电压或电流信号包含：工频信号、行波信号和噪声信号。

进一步地，所述步骤二中，对获取的电压或电流采样信号进行过采样处理，通过过采样算法获得高采样位数的低频过采样信号。

进一步地，所述步骤三中，提取过采样信号中的暂态信号，具体方法为：通过数字启动滤波器对低频过采样信号进行处理，过滤掉信号中的工频信号，留下包括行波信号及噪声信号的暂态信号。

进一步地，所述步骤四中，对暂态信号进行峰值处理，具体为：提取出的暂态信号通过峰值积分器处理，得到当前采样时刻暂态信号模最大值。

进一步地，所述步骤五中，通过比较当前采样点信号与参考采样点信号的强度变化，确定信号的类型具体为：

根据算法公式e＝U_a-3U_(a-3)判断e的取值；其中，U_a为当前采样点信号， U_(a-3)为参考采样点信号；

e≥0判定是故障行波；

e＜0判定是干扰信号。

进一步地，所述当前采样点信号为距离当前时刻最近的一个采样值，参考采样点设定为倒数第四个采样值。

本发明有益效果：

1.采样通道的信号带宽覆盖范围宽，可以满足基于时域的分析要求，达到 20Hz～1MHz。