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专利号: 2025111300031
申请人: 西安理工大学
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:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于零序电容变化特征的跨线相继故障检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:采集母线零序电压U0和各馈线零序电流I0i,并对U0进行滑窗记为Uh,若Uh>Uth,启动保护装置;

步骤2:选取1/2周期为数据窗,利用扩展Prony算法分别对首发故障和继发故障暂态零序电压U0和零序电流I0i进行拟合,得到幅值、相位、衰减因子和频率参数,i为馈线编号;

步骤3:利用步骤2得到的参数,在复频域中分别计算各馈线首发故障和继发故障的零序电容C0i(I)和C0i(II);

步骤4:构造检测判据:利用C0i(I)的极性作为首发故障的检测判据;利用标准差Si表征C0i(I)与C0i(II)的变化差异,构造继发故障检测判据;

在步骤1中,实时监测母线零序电压U0,并对其进行滑窗记为Uh,若Uh>Uth,启动保护装置,同时采集各馈线零序电流I0i,系统采样频率为10kHz;

在步骤2中,所述Prony算法离散时间的函数形式为:

式中,是的第n个采样点的估计值,P为模态阶数,复数,Δt为采样间隔;经过一系列变换可求解各模态信号幅值Ak、初始相位θk、衰减因子αk和振荡频率fk为:;

所述步骤3在复频域中计算首发故障零序电容C0i(I)和继发故障零序电容C0i(II)的过程为:步骤3.1:将代入各馈线复频域下的电流电压关系式,其中R0、L0和C0分别代表线路零序电阻、电感和电容;设复频域下电压电流实部虚部分别为UR、UI、IR、II,可得复频域方程为:;

步骤3.2:通过扩展Prony算法得到n组频点下频域方程组的计算矩阵A=By,求解该矩阵可得参数C0i(I)和C0i(II),其中:;

所述步骤4具体步骤为:

步骤4.1:首发故障检测判据:若其中一条馈线C0i(I)<0,则线路i为首发故障馈线,其余为健全馈线;若所有馈线C0i(I)<0,则视为母线故障;

步骤4.2:继发故障检测判据:系统母线共连接i条馈线,利用标准差Si表征C0i(I)与C0i(II)的变化差异,μ=(C0i(Ι)+C0i(Ⅱ))/2,设置阈值Sset;若Si>Sset,则为继发故障馈线;否则记为健全馈线;Si和Sset表达式为:。

2.一种基于零序电容变化特征的跨线相继故障检测系统,其特征在于:适用于如权利要求1所述的基于零序电容变化特征的跨线相继故障检测方法,所述系统包括:数据采集模块,用于实时采集母线零序电压U0和各馈线零序电流I0i,并对母线零序电压U0进行滑窗处理得到Uh;当Uh大于预设阈值Uth时,启动保护装置;

信号处理模块,与数据采集模块连接,用于选取1/2周期为数据窗,利用扩展Prony算法分别对首发故障和继发故障期间的暂态零序电压U0和零序电流I0i进行拟合,得到各模态信号的幅值、初始相位、衰减因子和振荡频率参数;

零序电容计算模块,与信号处理模块连接,用于根据信号处理模块得到的参数,在复频域中分别计算各馈线首发故障和继发故障的零序电容C0i(I)和C0i(II);

故障检测判据构造模块,与零序电容计算模块连接,用于根据零序电容计算模块的结果构造检测判据:利用C0i(I)的极性作为首发故障的检测判据,利用标准差Si表征C0i(I)与C0i(II)的变化差异,构造继发故障检测判据。

3.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述的方法。

4.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的方法。