[发明专利]一种能进行电能质量监测的智能断路器

说明书

本发明涉及一种能进行电能质量监测的智能断路器，其包括电能质量监测模块，所述电能质量监测模块包括信号预处理单元、数字信号处理单元和通信单元，所述信号预处理单元用于对电路电压和电流进行信号预处理，并将预处理后的电路电压和电流经A/D转换后输出电流数字信号和电压数字信号，所述数字信号处理单元用于对所述电流数字信号和电压数字信号进行实时分析，根据分析结果，判断电能质量是否异常，所述通信单元用于将所述分析结果通过有线通信或无线通信方式上传至云端，由所述云端进行储存和分析。其可使断路器实现对电能质量的分析和异常报警提示，使断路器功能更加完备，具有良好的时效性和经济性。

技术领域

本发明属于电气设备领域，涉及一种智能断路器，尤其涉及一种能进行电能质量监测的智能断路器。

背景技术

目前，常见的电能质量监测分为分布式支路监测和PCC点监测两种。其中，PCC点监测功能较单一，无法判断故障具体位置。分布式支路监测经济成本较高，且因信号传输等多方面影响导致实时性不足。

同时，传统智能断路器虽然可判断当前断路器所处的工作条件，可针对不同负荷情况，自动对调节装置发出不同的控制信息，从而控制断路器动作，但是，传统智能断路器不能判断电能质量是否异常，更无法在电能质量异常时发出报警。

鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种能进行电能质量监测的智能断路器。

发明内容

本发明提出一种能进行电能质量监测的智能断路器，其使断路器可实现对电能质量的分析和异常报警提示，使断路器功能更加完备，具有良好的时效性和经济性。。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种能进行电能质量监测的智能断路器，其特征在于，包括电能质量监测模块，所述电能质量监测模块包括信号预处理单元、数字信号处理单元和通信单元，所述信号预处理单元用于对电路电压和电流进行信号预处理，并将预处理后的电路电压和电流经A/D转换后输出电流数字信号和电压数字信号给所述数字信号处理单元，所述数字信号处理单元用于对所述电流数字信号和电压数字信号进行实时分析，根据分析结果，判断电能质量是否异常，所述通信单元用于将所述分析结果通过有线通信或无线通信方式上传至云端，由所述云端进行储存和分析。

优选地，其中，所述数字信号处理单元通过改进S变换的方法进行实时分析，所述改进S变换的方法为在S变换的高斯窗加入调节因子，并根据所述电流数字信号和电压数字信号的频率分布调快或减慢高斯窗宽度随频率变化的速度。

优选地，其中，所述改进S变换的表达式为：

式中，τ为时间，f为频率，λ为调节因子。

优选地，其中，在进行改进S变换计算时，通过快速傅里叶变换求得主要频率成分，当主要频率成分不止1个时，调节因子取当主要频率成分只有1个且等于基频时，调节因子取λ＝1；当主要频率成分仅1个且不等于基频时，调节因子取λ＝1.4。

优选地，其中，所述数字信号处理单元通过改进S变换的方法进行实时分析时，针对不同频率区段的扰动，选取不同的分析区域，形成低频扰动分析区域、中频扰动分析区域和高频扰动分析区域，分别计算各分析区域的S变换，其中，将100HZ以下的频率区段定义为低频区段，将100HZ～700HZ的频率区段定义为中频区段，将700HZ以上的频率区段定义为高频区段。

优选地，其中，所述改进S变换的表达式为

低频信号：

中频信号：

高频信号：