【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统领域，更具体的，涉及一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法及系统。
技术介绍
1、由电路中的某些原因引起的故障电弧是电气火灾的主要原因之一。目前，由故障电弧引起的电气火灾约占电气火灾总数的60％。故障电弧引起的火灾事故的严重性引起了关注。
2、电弧俗称“电火花”，又叫“打火”，本质是一种绝缘体被电压击穿后，由不导电变得导电，且发光发热的自然现象。故障电弧的产生原因较多。由于人为的原因，电线绝缘层被螺丝、钉子等破坏，导致绝缘故障，引发电弧隐患。在电线的安装过程中，由于电线的弯曲半径过小，电缆或连接器安装不当等都可能导致安全风险。
3、在居民简单用电环境下，由于线缆老化、受损等原因导致的电弧打火故障发生频次较高，由于老式断路器缺乏识别和自动分闸功能，无法在第一时间切断电源，避免由于电弧打火导致的更大危害。使用智能断路器替换老式断路器后，智能断路器可以通过监控用户用电情况，然而截至目前为止，对智能断路器的利用率并不高，也缺乏有效、准确的计算方式在断路器本地快速、准确的判断负载故障。
4、此外，电弧打火识别方案需要硬件支持高精度a/d模块，硬件处理器具备较高速率大数据计算处理能力，对软硬件设计能力要求较高，硬件成本也居高不下。
5、针对上述问题，亟需一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法及系统。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法及系统。
3、本专利技术第一方面，涉及一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在所述智能断路器中部署电流采集单元，通过所述电流采集单元持续采集所述智能断路器所对应的负载回路的电流；利用采集到的所述负载回路的电流持续计算所述负载回路的电流畸变率，并采用状态计数器对电流畸变异常进行计数；当电流畸变异常的计数超过报警门限时，发出负载接入故障报警。
4、优选的，在所述智能断路器中部署电流采集单元，通过所述电流采集单元持续采集所述智能断路器所对应的负载回路的电流，包括：采集所述负载回路的电流幅值序列。
5、优选的，利用采集到的所述负载回路的电流持续计算所述负载回路的电流畸变率，包括：对所述负载回路的电流幅值序列进行数模转换，以获得负载回路的全波电流；采用傅里叶变换从所述全波电流中分解出基波电流，并利用所述全波电流、基波电流计算所述负载回路的电流畸变率。
6、优选的，采用状态计数器对电流畸变异常进行计数，包括：预先设置所述电流畸变率的开路响应门限和负载状态门限，并利用所述开路响应门限和所述负载状态门限构造所述电流畸变异常的畸变范围；若当前时刻下的电流畸变率落入所述畸变范围，则对所述电流畸变异常的计数+1，否则维持原计数；以预设计算周期为间隔，监测连续时刻下的所述电流畸变异常的计数。
7、优选的，预先设置所述电流畸变率的开路响应门限和负载状态门限，包括：预先对智能断路器的负载回路置为开路状态，并采集开路下的负载回路电流；利用所述开路下的负载回路电流计算电流畸变率曲线，并从所述电流畸变率曲线中提取电流畸变响应峰值；预设开路响应系数，将所述电流畸变响应峰值与所述开路预设系数相乘，以获得所述开路响应门限oc。
8、优选的，预先设置所述电流畸变率的开路响应门限和负载状态门限，包括：监测连续时刻下的所有电流畸变率，提取任意两个时刻之间的电流畸变率的突变量，若突变量超出突变门限，则在时间轴上在两个时刻之间设置分段点；利用分段点对时间轴进行分段，以获得多个时间段，提取时长大于时长门限的时间段，以作为典型负载状态；统计每一个典型负载状态下的电流畸变率分布，并将具有相似分布的多个时间段合并为一种典型负载状态；利用所述电流畸变率分布，针对每一种典型负载状态计算负载状态门限s。
9、优选的，若当前时刻下的电流畸变率落入所述畸变范围，则对所述电流畸变异常的计数+1，否则维持原计数，包括：所述畸变范围为[s,oc]；若当前时刻n下的电流畸变率rn落入所述畸变范围，则对所述电流畸变异常的计数+1；若当前时刻n下的电流畸变率rn落在所述畸变范围以外，则维持原计数。
10、优选的，采用状态计数器对电流畸变异常进行计数，包括：所述当前时刻n与下一时刻n+1之间的间隔时长预先设置；所述间隔时长与所述智能断路器每次计算电流畸变率的间隔时间相等；或者，所述当前时刻与所述智能断路器上一次计算所述电流畸变率前计算出的电流有效值的时刻重合。
11、本专利技术第二方面，涉及一种基于智能断路器的负载接入故障识别系统；所述系统包括采集单元、计算单元、状态计数器、报警单元；所述采集单元，预先部署于所述智能断路器中，用于通过所述电流采集单元持续采集所述智能断路器所对应的负载回路的电流；所述计算单元，用于利用所述采集单元采集到的所述负载回路的电流持续计算所述负载回路的电流畸变率；所述状态计数器，用于利用所述计算单元采集到的所述负载回路的电流畸变率对电流畸变异常进行计数；所述报警单元，用于在电流畸变异常的计数超过报警门限时，发出负载接入故障报警。
12、本专利技术第三方面，涉及一种终端，包括处理器及存储介质；存储介质用于存储指令；处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据本专利技术第一方面中方法的步骤。
13、本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法及系统，通过采集智能断路器上流经的电流，并计算电流畸变率，从而有效分析智能断路器对应的负载回路中的负载接入故障，通过定制算法智能识别电弧打火故障，实现自动分闸，避免用电危险、火灾危险的发生。
14、本专利技术的有益效果还包括：
15、1、本专利技术抓住打火现象实则为电路以较高频率通断的根本特征，使用较为简单的硬件平台和软件实现电路打火识别，方法不需要复杂、昂贵的硬件设备，对处理器的计算速率、配套软件算法要求不高，成本低、效果好。
16、2、本专利技术在智能断路器中，依据打火现象实则为电路以较高频率通断的本质特征，通过实时获取电流使用情况，并分析电流畸变参数的变化规律，实现自动识别电弧打火故障的功能。
17、3、本专利技术在智能断路器的低运算水平硬件平台上，通过较为简易的软件算法，在不增加额外产品成本的基础上，实现电弧打火的自动识别功能，大幅提升智能断路器产品价值，也大幅提升了居民用电安全。
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1.一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
7.根据权利要求4-6任一项中所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
9.一种基于智能断路器的负载接入故障识别系统；其特征在于：
10.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种基于智能断路器的负载接入故障识别方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑刚，刘松，刘涛，李宁，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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