[发明专利]一种基于频域阶段性比值判断直流串联电弧故障的方法

权利要求书

1.一种基于频域阶段性比值判断直流串联电弧故障的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、开始直流供电系统回路电流值的第一周期数据的实时采集；

步骤二、根据采集的第一周期数据，通过快速傅里叶变换计算回路电流频谱波形；

步骤三、将回路电流频谱波形划分为M个不同的频率段，并将每个频率段中包含的频率点对应的幅值相加，分别获得各频率段对应的频率点幅值和；

步骤四、利用各频率段对应的频率点幅值和，计算电阻负载、电机并联电阻负载条件下的特征值，以及开关电源负载条件下的特征值；

所述电阻负载、电机并联电阻负载条件下的特征值的个数为四个，四个特征值分别表示为：R_arc1、R_arc2、R_arc3和R_arc4，R_arc1、R_arc2、R_arc3和R_arc4的计算方法为：

R_arc1＝sum1/sum2

R_arc2＝sum3/sum4

R_arc3＝sum5/sum6

R_arc4＝sum7/sum8

其中：sum1为第1个频率段中频率点的幅值和，sum2为第2个频率段中频率点的幅值和，sum3为第3个频率段中频率点的幅值和，sum4为第4个频率段中频率点的幅值和，sum5为第5个频率段中频率点的幅值和，sum6为第6个频率段中频率点的幅值和，sum7为第7个频率段中频率点的幅值和，sum8为第8个频率段中频率点的幅值和；

所述开关电源负载条件下的特征值的个数为两个，两个特征值分别表示为：S_R_arc1和S_R_arc2，S_R_arc1和S_R_arc2的计算方法为：

S_R_arc1＝sum9/sum10

S_R_arc2＝sum11/sum12

其中：sum9为第9个频率段中频率点的幅值和，sum10为第10个频率段中频率点的幅值和，sum11为第11个频率段中频率点的幅值和，sum12为第12个频率段中频率点的幅值和；

步骤五、当电阻负载、电机并联电阻负载条件下的特征值均满足阈值条件，或开关电源负载条件下的特征值均满足阈值条件时，判断产生一次直流串联电弧故障，否则判断没有产生直流串联电弧故障；

步骤六、选择回路电流频谱波形中第m个频率点到第m+50个频率点中的最大幅值，并将选择出的最大幅值记为max(m～m+50)，并将第m个频率点到第m+50个频率点中全部频率点的幅值相加，将第m个频率点到第m+50个频率点中全部频率点的幅值加和记为sum(m～m+50)；

利用max(m～m+50)和sum(m～m+50)来计算特征值E，判断特征值E是否满足给定的阈值条件；

所述利用max(m～m+50)和sum(m～m+50)来计算特征值E，具体为：

步骤七、执行步骤二至步骤六的过程中，同时对直流供电系统的回路电流值继续进行采集，将采集的回路电流值作为第二周期数据；

再采用步骤二至步骤六的过程对采集的第二周期数据进行处理，并同时开始第三周期数据的采集；

如此循环，直至在连续的四个周期内，有两个周期中出现：产生直流串联电弧故障且特征值E不满足阈值条件的情况，则判定直流供电系统的回路中出现直流串联电弧故障，并及时断开电路；

否则，将采集的下一个周期数据作为当前周期数据，结合当前周期数据与当前周期的前三个周期数据，来判断直流供电系统的回路中是否出现直流串联电弧故障；实现直流供电系统的回路中是否出现直流串联电弧故障的实时判断。

2.根据权利要求1所述的一种基于频域阶段性比值判断直流串联电弧故障的方法，其特征在于，所述第一周期数据、第二周期数据以及第三周期数据在时间上呈连续性，每个周期的数据点个数为4096，采样频率为100kHz。

3.根据权利要求2所述的一种基于频域阶段性比值判断直流串联电弧故障的方法，其特征在于，所述M的取值为12。