一种电缆过电流原因辨识方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电缆过电流原因辨识方法及装置，该方法包括：对三相电流信号进行单相过电流检测；在检测到所述三相电流信号存在单相过电流时，确定过电流相电流信号的指标特征向量样本；计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本各指标的关联系数，一个指标向量参考样本对应一个引起单相过电流的原因；结合指标权重向量和各指标的关联系数计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的关联度；找到关联度数值最大的指标向量参考样本所对应的单相过电流原因，从而识别电缆早期故障。

【技术实现步骤摘要】
一种电缆过电流原因辨识方法及装置
本专利技术涉及电气系统领域，特别是涉及一种电缆过电流原因辨识方法及装置。
技术介绍
随着城市化建设的不断推进，目前城市配电网日益趋向于采用电力电缆进行电力传输。由于电力电缆一般埋设于土壤中或敷设于室内、沟道、隧道中，线间绝缘距离小，不用杆塔占地少且基本不占地面上空间，其受到电击的可能性小，受气候条件和周围环境影响小，传输性能稳定且可靠性高，供电更可靠、更安全。但是电力电缆发生的闪络、局放等情况可能会导致电力电缆永久性故障，且该故障查找困难。电力电缆的早期故障通常是由于绝缘层内部老化而逐渐恶化导致，一般表现为持续时长为0.5～5个周波的短时单相过电流。如果早期故障不能够及时、有效的得到检测和识别并加以修复或更换，将会发展成为永久性故障。因此对电力电缆的早期故障提前预警，就能够积极有效地减少发生严重故障的情况，对于减少因电力电缆发生故障而导致的停电损失，提高电网的安全运行的能力，延长电网线路的运行寿命，都具有十分重要的实际意义。目前电力电缆的早期故障的检测方法主要是通过检测电缆是否存在短时过电流，但是该方法虽然能够检测到短时单相过电流信号，但是并不能以上述方法检测到的结果来准确地表明检测到了电缆的早期故障，因为引起单相短时过电流的原因比较多，例如变压器和电容器的投运、负荷投入以及电动机的起动等原因。因此利用上述方法并不能够确定引起短时单相过电流信号的具体原因。目前对电缆早期故障的检测主要集中检测到短时单相过电流信号的检测，而没有进一步辨识该过电流是否由电缆的早期故障引起。因此如何从众多引起短时过电流的原因中找到引起当前单相过电流的原因，是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电缆过电流原因辨识方法，该方法能够完成对引起电缆当前单相过电流的原因的辨识；本专利技术的另一目的是提供一种电缆过电流原因辨识的装置。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种电缆过电流原因辨识方法，包括：1)对三相电流信号进行单相过电流检测；2)在检测到所述三相电流信号存在单相过电流时，确定过电流相电流信号的指标特征向量样本；3)计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的各指标的关联系数，一个指标向量参考样本对应一个引起单相过电流的原因；4)结合指标权重向量和各指标的关联系数计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的关联度；5)找到关联度数值最大的指标向量参考样本所对应的单相过电流原因。其中，所述三相电流信号进行单相过电流检测方法具体为：对电缆三相电流信号进行小波变换，计算各相电流小波变换模极大值，检测是否仅有一相电流的小波变换模极大值在0.5～5周波内是否连续发生两次突变，若是，则确定该相存在短时过电流。其中，所述确定过电流的三相电流的指标特征向量样本的方法具体为:对电缆三相电流信号选用db4小波进行小波变换，并进行5层分解，得到5层高频细节系数和1层低频近似系数及各层细节系数能量值之和，电流相电流有效值和电流持续时间，并将这九个指标作为指标特征向量样本。其中，所述各层细节系数能量值之和的计算公式为：其中，Ed为各层细节系数能量值之和，dj为第j层的细节系数。其中，所述关联度的计算公式为：其中γk为指标特征向量样本与第k个指标向量参考样本关联度，为第l个指标的权重系数，为指标特征向量样本与第k个指标向量参考样本的第l个指标的关联系数，s为指标个数。本专利技术实施例还提供一种电缆过电流原因辨识装置，包括：三相电流处理单元，用于对三相电流信号进行单相过电流检测；指标特征向量样本确定单元，用于在检测到所述三相电流信号存在单相过电流时，确定过电流相电流信号的指标特征向量样本；第一计算单元，用于计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的各指标的关联系数，一个指标向量参考样本对应一个引起单相过电流的原因；第二计算单元，用于结合指标权重向量和各指标的关联系数计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的关联度；判别单元，用于找到关联度数值最大的指标向量参考样本所对应的单相过电流原因。其中，所述三相电流处理单元包括：小波变换器和判别器，小波变换器，用于对电缆三相电流信号进行小波变换，计算各相电流小波变换模极大值；判别器，用于检测是否仅有一相电流的小波变换模极大值在0.5～5周波内是否连续发生两次突变，若是，则确定该相存在短时过电流。其中，所述指标特征向量样本确定单元包括：系数确定子单元，用于对电缆三相电流信号选用db4小波进行小波变换，并进行5层分解，得到5层高频细节系数和1层低频近似系数及各层细节系数能量值之和，电流相电流有效值和电流持续时间，并将这九个指标作为指标特征向量样本。其中，所述系数确定子单元包括：能量值计算子单元，用于根据公式计算各层细节系数能量值之和；其中，Ed为各层细节系数能量值之和，dj为第j层的细节系数。其中，所述第二计算单元包括：第二计算执行子单元，用于根据公式计算关联度；其中γk为指标特征向量样本与第k个指标向量参考样本关联度，为第l个指标的权重系数，为指标特征向量样本与第k个指标向量参考样本的第l个指标的关联系数，s为指标个数。基于上述技术方案，本专利技术实施例所提供的电缆过电流原因辨识方法，对三相电流信号进行单相过电流检测；在检测到所述三相电流信号存在单相过电流时，确定过电流相电流信号的指标特征向量样本；计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的各指标的的关联系数，一个指标向量参考样本对应一个引起单相过电流的原因；结合指标权重向量和各指标的关联系数计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的关联度；找到关联度数值最大的指标向量参考样本所对应的单相过电流原因。从而确定出引起当前电缆单相过电流的具体原因，也可以确定哪些电缆单相过电流是由于早期故障所引起的。因此能够准确的辨别电缆早期故障，从而就可以采取措施进行修复和更换，就能够积极有效地减少发生严重故障的情况，对于减少因电力电缆发生故障而导致的停电损失，提高电网的安全运行的能力，延长电网线路的运行寿命，都具有十分重要的实际意义。附图说明图1为本专利技术实施例提供的电缆过电流原因辨识方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的对三相电流信号进行单相过电流检测的方法流程图；图3为本专利技术实施例提供的电缆过电流原因辨识装置的结构框图；图4为本专利技术实施例提供的三相电流处理单元的结构框图；图5为本专利技术实施例提供的指标特征向量样本确定单元的结构框图；图6为本专利技术实施例提供的系数确定子单元的结构框图；图7为本专利技术实施例提供的第一计算单元的结构框图；图8为本专利技术实施例提供的第二计算单元的结构框图；图9为本专利技术实施例提供的判别单元的结构框图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种电缆过电流原因辨识方法，该方法能够完成对引起电缆当前单相过电流的原因的辨识；本专利技术的另一目的是提供一种电缆过电流原因辨识的装置。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电缆过电流原因辨识方法，其特征在于，该方法包括：1)对三相电流信号进行单相过电流检测；2)在检测到所述三相电流信号存在单相过电流时，确定过电流相电流信号的指标特征向量样本；3)计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的各指标的关联系数，一个指标向量参考样本对应一个引起单相过电流的原因；4)结合预定指标权重向量和各指标的关联系数计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的关联度；5)找到与关联度数值最大的指标向量参考样本所对应的单相过电流原因。

【技术特征摘要】
1.一种电缆过电流原因辨识方法，其特征在于，该方法包括：1)对三相电流信号进行单相过电流检测；2)在检测到所述三相电流信号存在单相过电流时，确定过电流相电流信号的指标特征向量样本；3)计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的各指标的关联系数，一个指标向量参考样本对应一个引起单相过电流的原因；4)结合预定指标权重向量和各指标的关联系数计算指标特征向量样本与预定的各指标向量参考样本的关联度；5)找到与关联度数值最大的指标向量参考样本所对应的单相过电流原因；其中，所述步骤2)中确定过电流的三相电流的指标特征向量样本的方法具体为:对电缆三相电流信号选用db4小波进行小波变换，并进行5层分解，得到5层高频细节系数和1层低频近似系数及各层细节系数能量值之和，电流相电流有效值和电流持续时间，并将这九个指标作为指标特征向量样本。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中对三相电流信号进行单相过电流检测方法具体为：对电缆三相电流信号进行小波变换，计算各相电流小波变换模极大值，检测是否仅有一相电流的小波变换模极大值在0.5～5周波内是否连续发生两次突变，若是，则确定该相存在短时过电流。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各层细节系数能量值之和的计算公式为：其中，Ed为各层细节系数能量值之和，dj为第j层的细节系数，n为小波函数的离散化程度，n∈Z，N为小波函数的离散化程度的个数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中关联度的计算公式为：其中γk为指标特征向量样本与第k个指标向量参考样本的关联度，为第l个指标的权重系数，为指标特征向量样本与第k个指标向量参考样本的第l个指标的关联系数，s为指标个数。5.一种电缆过电流原因辨识装置，其特征在于，包括：三相电流处理单元，用于对三相电流信号进行单相过电流检...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘理峰，张静，李题印，留毅，姚海燕，徐超，屠永伟，
申请(专利权)人：浙江群力电气有限公司，国家电网公司，国网浙江杭州市余杭区供电公司，国网浙江省电力公司杭州供电公司，国网浙江省电力公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33