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专利号: 2021108436998
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于小波能量比值的逆变站区内外故障识别方法,其特征在于,包括以下步骤:A、数据采集

以采样频率fs=10kHz实时采集电流数据:实时采集逆变站的n个换流变压器TB1~TBn一次侧的三相电流信号,分别为ia_TB1(t)、ib_TB1(t)、ic_TB1(t),ia_TB2(t)、ib_TB2(t)、ic_TB2(t),…,ia_TBn(t)、ib_TBn(t)、ic_TBn(t);实时采集交流滤波器出口处的三相电流信号,分别为ia_ACF(t)、ib_ACF(t)、ic_ACF(t),其中t为采样时刻;

B、故障分量的模量计算

B1、分别计算换流变压器一次侧a相、b相以及c相电流之和ia_TB(t)、ib_TB(t)、ic_TB(t),算式为:

B2、计算ia_TB(t)、ib_TB(t)、ic_TB(t)的故障分量Δia_TB(t)=ia_TB(t)‑ia_TB(t‑T)、Δib_TB(t)=ib_TB(t)‑ib_TB(t‑T)、Δic_TB(t)=ic_TB(t)‑ic_TB(t‑T);计算ia_ACF(t)、ib_ACF(t)、ic_ACF(t)的故障分量Δia_ACF(t)=ia_ACF(t)‑ia_ACF(t‑T)、Δib_ACF(t)=ib_ACF(t)‑ib_ACF(t‑T)、Δic_ACF(t)=ic_ACF(t)‑ic_ACF(t‑T);其中T表示一个交流工频周期;

B3、对Δia_TB(t)、Δib_TB(t)、Δic_TB(t)进行相模变换得到换流变压器一次侧a相、b相以及c相总电流故障分量的模量,为ΔiTB(t)=[2×Δia_TB(t)‑Δib_TB(t)‑Δic_TB(t)]/3;对Δia_ACF(t)、Δib_ACF(t)、Δic_ACF(t)进行相模变换得到交流滤波器出口处电流故障分量的模量,为ΔiACF(t)=[2×Δia_ACF(t)‑Δib_ACF(t)‑Δic_ACF(t)]/3;

C、故障时刻的确定

C1、计算逆变站交流母线三相电压ua(t)、ub(t)、uc(t)的故障分量Δua(t)=ua(t)‑ua(t‑T)、Δub(t)=ub(t)‑ub(t‑T)、Δuc(t)=uc(t)‑uc(t‑T);

C2、求Δua(t)、Δub(t)、Δuc(t)绝对值的最大值Δumax=max(|Δua(t)|、|Δub(t)|、|Δuc(t)|);判断Δumax>Δuset是否成立,若否,则返回步骤A;若是,则确定发生了故障,记录此时为故障时刻,将此时刻记为算法启动时刻,并进入下一步;其中Δuset为识别算法启动阈值;

D、小波能量比值的求取

D1、使用dB1小波对信号ΔiTB(t)、ΔiACF(t)执行一层小波分解,产生的细节系数即为小波变换系数,信号ΔiTB(t)的小波变换系数记为WT,信号ΔiACF(t)的小波变换系数记为WF;

由小波变换原理可知,信号ΔiTB(t)、ΔiACF(t)高频小波能量所对应的频率范围为2.5kHz

D2、分别计算ΔiTB(t)、ΔiACF(t)的高频小波能量, 其中j=1代表算法启动后的第一个采样点,N代表积分时间窗内采样点的个数;

D3、计算ΔiTB(t)与ΔiACF(t)的高频小波能量比值EF/ET,定义kE=EF/ET;

E、逆变站区内外故障识别

判断kE>kset是否成立,若是,则判断发生的故障为逆变站区外故障,若否,则判断发生的故障为逆变站区内故障,其中kset为故障识别阈值。

2.根据权利要求1所述的一种基于小波能量比值的逆变站区内外故障识别方法,其特征在于,所述识别算法启动阈值Δuset的取值为0.01~0.1倍故障启动所用电压测点处电压的额定值。

3.根据权利要求1所述的一种基于小波能量比值的逆变站区内外故障识别方法,其特征在于,所述积分时间窗内采样点的个数N取值为10。

4.根据权利要求1所述的一种基于小波能量比值的逆变站区内外故障识别方法,其特征在于,所述故障识别阈值kset取值为5。