[发明专利]一种基于小波系数均差值的故障电弧检测方法

摘要

本发明公开了一种基于小波系数均差值的故障电弧检测方法，它在故障电弧的随机性、间歇性等特征的基础上，利用小波变换可准确检测故障电弧的优点，对连续多周期采集的电流数据分析计算，运用Mallat算法分解重构小波高频系数，进而求得均差值，最后进行差值运算，将所得均差值用于检测故障电弧，能弥补小波变换不能有效区分故障电弧和特殊负载产生的相似电弧这一缺陷。本发明不仅能够有效地检测出故障电弧，而且还能够区分故障电弧和特殊负载产生的相似电弧，防止因特殊负载产生的相似电弧对故障电弧检测的干扰。

主权项

一种基于小波系数均差值的故障电弧检测方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1：检测A个相邻周期的等间隔采样点电流数据，设每个周期采样点数为B，利用Mallat算法对采样数据进行分解与重构处理，得到单支重构后的小波高频系数cdx，x＝1,2,3,…，x表示分解的层数，并取小波高频系数的绝对值；步骤2：根据式(1)和式(2)分别对第m个半周波和第n个周波的cdx绝对值求平均，所得均值Mm和Nn，Mm和Nn分别为第m个半周波的M值和第n个周波的N值，m＝1,2,…,2A；n＝1,2,…,A；A为正整数；Mm=2BΣi=1B/2|cdx(i)|---(1)]]>Nn=1BΣi=1B|cdx(i)|---(2)]]>式中：i为第i个采样点，i＝1,2,…,B；B为正整数；步骤3：根据式(3)和式(4)分别求相邻两个M值的一次差值和相邻两个M值的一次差值，DM(1)(m)=|Mm+1-Mm|---(3)]]>DN(1)(n)=|Nn+1-Nn|---(4)]]>式中：为M值的一次差值，为N值的一次差值，以此类推可以得到A个周期内所有相邻两个M值的一次差值和所有相邻两个N值的一次差值；步骤4：根据式(5)和式(6)分别求相邻两个M值的二次差值和相邻两个N值的二次差值，DM(2)(m)=|DM(1)(m+1)-DM(1)(m)|---(5)]]>DN(2)(n)=|DN(1)(n+1)-DN(1)(n)|---(6)]]>式中：D(2)为D(1)的逐差值，以此类推可以得到A个周期内所有相邻两个M值的二次差值和所有相邻两个N值的二次差值；步骤5：根据式(7)至式(10)分别计算M值一次、二次差值的变化率和N值一次、二次差值的变化率，σM(1)=|Mm+1-Mm|Mm---(7)]]>σN(1)=|Nn+1-Nn|Nn---(8)]]>σM(2)=|DM(m+1)-DM(m)|DM(m)---(9)]]>σN(2)=|DN(n+1)-DN(n)|DN(n)---(10)]]>式中：σ(1)表示M值和N值的一次差值变化率，σ(2)表示M值和N值的二次差值变化率；步骤6：以M值、N值、D值和σ值的大小作为判断依据来判定电弧是否发生，M值、N值、D值和σ值超过所设阈值TM、TN、TD和Tσ后，相应的计数变量C加1；步骤7：连续检测A个相邻周期的M值、N值和D值，并计算变化率，当在设定的多个连续周期内，计数变量C超过所设定的阈值后，可判断发生了故障电弧。