[发明专利]低压供配电线路电弧故障的分类识别方法

摘要

本发明公开一种低压供配电线路电弧故障分类识别方法，主要针对低压供配电线路中出现的各类电弧故障进行分类识别与检测保护，其特点是以线路中的电流为分析对象，通过对电流进行相空间重构获得电流波形相空间轨迹图，并计算电流波形相空间轨迹图的信息维数，以电流波形相空间轨迹图的信息维数作为电流波形的相空间特征量，以电流波形的零休时间作为电流的时域特征量，以线路电流波形的相空间特征量和时域特征量构建电流二维特征量，运用非线性支持向量分类机系统对电流二维特征量数据样本进行训练，获得电弧故障分类识别模型，运用该模型以电流二维特征量为检测分析对象，对低压供配电线路中的电弧故障进行分类识别与检测保护。

主权项

1.低压供配电线路电弧故障分类识别方法，其特征在于采集被保护线路的电流信号，提取电流波形相空间特征与时域特征并构建二维特征量数据库，运用非线性支持向量机分类机系统对电流二维特征量样本数据进行训练，并形成电弧故障分类机识别模型，应用该模型对配电线路中的电弧故障进行识别与检测，包含以下步骤：(1)运用电流传感器采集被保护线路电流，利用精密取样电阻将电流信号转化为电压信号，再利用A/D转换器将电压模拟信号转化为数字信号，采样频率设为f＝100KHz；(2)以被保护线路带载情况下正常工作电流峰值为基准，将电流信号归一化处理，使得采集到的线路正常带载情况下工作电流峰值为单位1，出现电弧故障时段的电流幅值同比例调整，该步骤可以通过调整放大电路的比例倍数来完成；(3)运用改进的坐标延迟法对采集到的电流信号进行相空间重构，具体方法是：以电流的过零点为起点，以一个周期的时间加上坐标延迟时间为电流波形截取长度，按时间次序依次截取大于一个周期的波形，对所截取的线路电流波形进行相空间重构，对应每一个电流采样波形得到一个对应的相空间轨迹图，重构的相空间横坐标为Ix＝i(t)，重构的相空间纵坐标为Iy＝i(t+Δt)，坐标延迟时间最优取值为Δt＝2ms，嵌入维数m＝10；(4)基于分形理论运用像素点覆盖法计算电流相空间轨迹图的信息维数，分别计算出线路所带不同电气负载时正常运行情况和出现电弧故障情况的电流波形相空间轨迹图的信息维数，以电流波形相空间轨迹图的信息维数作为识别电弧故障的电流特征量之一；(5)分别计算出线路所带不同电气负载时正常运行情况和出现电弧故障情况的电流波形零休时间，电流波形的零休时间即电流波形出现平肩时段所维持的时间长度，以计算出的电流零休时间作为识别电弧故障的另一电流特征量，结合电流波形相空间轨迹图信息维数特征量构建电流二维特征量；(6)运用非线性支持向量机原理构建分类机系统，对电流二维特征量数据进行分类识别，构建支持向量分类机系统采用径向基核函数，在合理选择系统参数的条件下，即惩罚因子C取值为2、径向基核函数半径γ取值为0.25，使分类机系统的正确分类识别率达到最大值。