研究与开发
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基于小波变换与差值能量法相结合的串联故障电弧检测方法
刘冲, 李佳鸿
山东大学电气工程学院,济南 250061
Arc Fault Detection based on Wavelet Transform and Difference-energy
Liu Chong, Li Jiahong
School of Electrical Engineering, Shandong University, Ji'nan 250061
摘要 由于低压用户端交流串联电弧故障回路电流幅值小、一些电力电子负载正常工作电流与串联电弧故障电流相似等原因,使得故障电弧的准确诊断十分困难。本文提出了一种基于小波变换与差值能量法相结合的串联电弧故障检测方法。对原始电流信号进行小波阈值去噪,运用Mallat快速算法对信号进行多分辨率分析,提取多分辨率分析结果中包含电弧信息较多、负载干扰信息较少的频段进行小波反变换;运用差值能量法对反变换后富含电弧信息的信号进行故障诊断。最后利用自制的实验设备验证了算法的准确性。
关键词 :
差值能量法 ,
故障电弧 ,
小波变换 ,
故障检测
Abstract :Because of the low current value of series arc fault in AC low voltage circuits and the normal current of some power electronic loads is similar to arc fault current, it is difficult to diagnose the series arc fault accurately. This paper presents a method of series arc fault analysis and diagnosis based on the wavelet transform and difference-energy. Mallat method is used to decompose the signals which are denoised by the wavelet threshold principle. Extract the layers in multi-resolution analysis results which contain much arc fault information and are not affected by the loads frequency for wavelet reconstruction. Then we apply the difference-energy method to diagnosis the signals after reconstruction. The accuracy of the algorithm is verified by the self-made experimental equipment.
Key words :
difference-energy
arc fault
wavelet transform
fault diagnosis
出版日期: 2018-01-22
作者简介 : 刘 冲(1991-),男,硕士研究生,主要研究方向为电网电能质量。
引用本文:
刘冲, 李佳鸿. 基于小波变换与差值能量法相结合的串联故障电弧检测方法[J]. 电气技术, 2017, 18(12): 62-66.
Liu Chong, Li Jiahong. Arc Fault Detection based on Wavelet Transform and Difference-energy. Electrical Engineering, 2017, 18(12): 62-66.
链接本文:
http://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2017/V18/I12/62
[1] Yang K, Zhang R C, Chen S H, et al. Series arc fault detection algorithm based on autoregressive bispec- trum analysis[J]. Algorithms, 2015, 8(4): 929-950. [2] Cheng Hong, Chen Xiaojuan, Liu Fangyun. Series arc fault detection and implementation based on the short- time fourier transform[C]//2010 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), 2010: 1-4. [3] 刘晓明, 赵洋, 曹云东, 等. 基于小波变换的交流系统串联电弧故障诊断[J]. 电工技术学报, 2014, 29(1): 10-17. [4] 朱森, 孙鹏. 基于周波分析法的串联型故障电弧诊断技术[J]. 电气技术, 2016, 17(2): 46-48. [5] 张冠英, 张晓亮, 刘华, 等. 低压系统串联故障电弧在线检测方法[J]. 电工技术学报, 2016, 31(8): 109- 115. [6] 沈海泓, 冯任卿, 张彦生, 等. 智能电弧光保护系统的应用与分析[J]. 电气技术, 2015, 16(8): 103-105. [7] 孙鹏, 郑志成, 闫荣妮, 等. 采用小波熵的串联型故障电弧检测方法[J]. 中国电机工程学报, 2010, 30(S1): 232-236. [8] 张士文, 张峰, 王子骏, 等. 一种基于小波变换能量与神经网络结合的串联型故障电弧辨识方法[J]. 电工技术学报, 2014, 29(6): 290-295, 302. [9] 赵景波, 唐勇伟, 张磊. 基于改进小波变换的故障电弧检测方法的研究[J]. 电机与控制学报, 2016, 20(2): 90-97. [10] 卢其威, 巫海东, 王肃珂, 等. 基于差值均方根法的故障电弧检测的研究[J]. 低压电器, 2013, 55(1): 10-13. [11] 关维国, 姚清志, 高阳, 等. 基于db4小波的配电网暂态电能质量扰动的检测与定位[J]. 电力系统保护与控制, 2015, 43(8): 102-106. [12] 李涛, 夏浪, 张宇, 等. 基于提升复小波的暂态电能质量扰动的检测与定位[J]. 中国电机工程学报, 2011, 31(25): 66-72. [13] 张学清, 梁军, 李道伟, 等. 基于信号能量综合指数的电网电压稳定性能研究[J]. 电力系统保护与控制, 2012, 40(12): 88-94. [14] Zhao Qiming, Dai Wenzhan. A wavelet denoising method of new adjustable threshold[C]//2015 IEEE 16 th International Conference on Communication Technology (ICCT), 2015: 684-688. [15] 秦代春, 周林, 郭珂, 等. 一种小波神经网络的电能质量信号去噪新方法[J]. 电力系统保护与控制, 2010, 38(13): 88-93. [16] 潘泉, 张磊, 孟晋丽, 等. 小波滤波方法及应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2005.
[1]
陈和洋, 吴文宣, 郑文迪, 晁武杰, 唐志军. 电力系统谐波检测方法综述 [J]. 电气技术, 2019, 20(9): 1-6.
[2]
谢家安. 基于同步挤压小波变换的抗混叠低频振荡模态参数识别 [J]. 电气技术, 2019, 20(12): 28-34.
[3]
王丰. 一种输电线路弱故障识别方法 [J]. 电气技术, 2018, 19(6): 42-45.
[4]
陈国灯, 林培杰, 赖云锋, 程树英, 陈志聪. 基于电流时间序列的光伏故障在线监测系统 [J]. 电气技术, 2018, 19(6): 20-25.
[5]
苏雄斌. 低压成套设备引弧试验新旧标准的差异研究 [J]. 电气技术, 2018, 19(2): 102-104.
[6]
王献军, 张岚, 赵卫华. 电力电缆故障定位在线检测研究 [J]. 电气技术, 2018, 19(10): 55-58.
[7]
许丹, 黄晓明, 李献伟, 楼柏良, 黄弘扬. 基于小波变换的自适应电网谐波检测方法研究 [J]. 电气技术, 2017, 18(8): 37-42.
[8]
陈子龙, 冀卓婷, 郑重, 董芃欣. 基于传递函数和小波变换的变压器故障诊断研究 [J]. 电气技术, 2017, 18(12): 30-37.
[9]
高倩, 陈晓英, 孙丽颖. 基于可调Q小波变换与基追踪的电能质量信号去噪 [J]. 电气技术, 2016, 17(5): 49-53.
[10]
朱森, 孙鹏. 基于周波分析法的串联型故障电弧诊断技术 [J]. 电气技术, 2016, 17(2): 46-48.
[11]
鲁加明,曹伟伟,周振华. 550kV GIL母线的结构设计 [J]. 电气技术, 2015, 16(9): 59-63.
[12]
朱文灏, 郭其一. 微网故障检测关联规则挖掘算法研究 [J]. 电气技术, 2015, 16(8): 7-10.
[13]
田兴瑞, 杨富宇, 姚维为, 董文静. 基于形态-小波的行波差动保护的研究 [J]. 电气技术, 2013, 14(07): 22-26.
[14]
陈华丰, 乔磊, 柳双林. 基于小波变换和支持向量机的电能质量扰动识别 [J]. 电气技术, 2013, 14(02): 14-18.