船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障辨識(shí)算法有效性判定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及船舶中壓電力系統(tǒng)保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障辨識(shí)算法有效性判定方法，包括以下步驟：（1）、利用電流傳感器采集船舶中壓電力系統(tǒng)的三相電流；（2）、將采集到的三相電流數(shù)據(jù)分別代入船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障電弧模型，得到間歇性電弧接地故障相電壓波形；（3）、將間歇性電弧接地故障相電壓波形代入故障識(shí)別方法，如能識(shí)別故障，即故障識(shí)別方法進(jìn)為有效方法。本發(fā)明方法能夠正確反映出故障電流較小、電弧未穩(wěn)定燃燒時(shí)的電弧電壓波形，與實(shí)際情況一致，能夠準(zhǔn)確地獲取船舶中壓電力系統(tǒng)中接地故障信息，從而為消除故障提供了準(zhǔn)確的參考。
【專利說(shuō)明】船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障辨識(shí)算法有效性判定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶中壓電力系統(tǒng)保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障辨識(shí)算法有效性判定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在船舶電網(wǎng)中，單相接地故障的比例均大于50%。其中，90%以上的單相接地故障會(huì)產(chǎn)生電弧。該故障電弧危害性大，單相接地產(chǎn)生的電弧過(guò)電壓，會(huì)影響非故障相電纜對(duì)地絕緣，單相接地故障很容易惡化成相間故障，從而影響系統(tǒng)供電可靠性和連續(xù)性。
[0003]單相接地故障危害程度和處理方式與電網(wǎng)中性點(diǎn)的接地方式密切相關(guān)。但電弧特性十分復(fù)雜，受到很多因素影響，但總體上看，故障電弧是一種長(zhǎng)電弧，長(zhǎng)電弧可以被認(rèn)為是一個(gè)可變阻值的純電阻。在所有影響長(zhǎng)電弧特性的參數(shù)中，電弧的長(zhǎng)度是最主要的因素。如果能建立一個(gè)符合實(shí)際情況的故障電弧模型，就可以方便的驗(yàn)證各種識(shí)別方法的有效性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)總結(jié)出了一些空氣中長(zhǎng)電弧的一些精確模型。這些精確的模型應(yīng)用起來(lái)過(guò)于復(fù)雜，尤其是在系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，通常不關(guān)心電弧的本質(zhì)，只需要電弧的弧壓和電弧電阻等外特性。Warrington, Terzi ja給出了空氣長(zhǎng)電弧的統(tǒng)計(jì)模型單易用，十分適合電弧故障的仿真。但現(xiàn)有的空氣長(zhǎng)電弧統(tǒng)計(jì)模型試驗(yàn)條件與艦船電弧重燃試驗(yàn)條件有些不同。傳統(tǒng)空氣長(zhǎng)電弧試驗(yàn)電壓在20kV以上，電弧電流接近4kA。而艦船單相接地故障電弧穩(wěn)態(tài)的弧壓在100V左右，電弧電流在IOA左右，電弧能量相差巨大。電弧輸入能量大使得重燃容易，而電弧輸入能量小電弧需要比穩(wěn)定燃燒時(shí)電壓更高的電壓才能擊穿重燃。傳統(tǒng)試驗(yàn)電弧電壓波形趨近于方波，而艦船中壓電力系統(tǒng)電壓等級(jí)通常在左右，故障電弧能量小，擊穿重燃時(shí)電壓會(huì)有一個(gè)較大的尖峰。傳統(tǒng)試驗(yàn)電弧電壓波形趨近于方波，而艦船上故障電弧能量小，擊穿重燃時(shí)電壓會(huì)有一個(gè)較大的尖峰，與實(shí)際艦船的故障電弧偏差大，仿真應(yīng)用時(shí)與實(shí)際不符，采用現(xiàn)有的試驗(yàn)電弧電壓波形，不能有效辨識(shí)接地故障，接地故障辨識(shí)的有效性無(wú)法判別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服上述缺陷和不足，提供一種船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障辨識(shí)算法有效性判定方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障辨識(shí)算法有效性判定方法，包括以下步驟:
[0007](I)、利用電流傳感器采集船舶中壓電力系統(tǒng)的三相電流Ia、Ib、Ic ；
[0008](2)、將采集到的三相電流數(shù)據(jù)分別代入船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障電弧模型，得到間歇性電弧接地故障相電壓波形；
[0009](3)、將間歇性電弧接地故障相電壓波形代入故障識(shí)別方法，如能識(shí)別故障，即故障識(shí)別方法進(jìn)為有效方法。[0010]上述技術(shù)方案中，所述船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障電弧模型如下:
【權(quán)利要求】
1.一種船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障辨識(shí)算法有效性判定方法，其特征在于包括以下步驟: (1)、利用電流傳感器采集船舶中壓電力系統(tǒng)的三相電流Ia、Ib、I。; (2)、將采集到的三相電流數(shù)據(jù)分別代入船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障電弧模型，得到間歇性電弧接地故障相電壓波形； (3)、將間歇性電弧接地故障相電壓波形代入故障識(shí)別方法，如能識(shí)別故障，即故障識(shí)別方法進(jìn)為有效方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障辨識(shí)算法有效性判定方法，其特征在于所述船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障電弧模型如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶中壓電力系統(tǒng)接地故障辨識(shí)算法有效性判定方法，其特征在于所述故障識(shí)別方法為: 第I步:將采樣率設(shè)置為1kHz，對(duì)船舶中壓電力系統(tǒng)的三相相電壓及零序電流進(jìn)行采樣，對(duì)三相相電壓采樣信號(hào)的絕對(duì)值進(jìn)行Gradient-Closing變換，并同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)零序電流是否超過(guò)閾值1(°)_，若是則轉(zhuǎn)入第2步，反之則重新進(jìn)行第I步； 所述Gradient-Closing變換對(duì)的方法如下: (I)、對(duì)三相相電壓的采樣信號(hào)Va (n)、Vb (η)、V。(η)取絕對(duì)值，并利用結(jié)構(gòu)元素gl (η)分別對(duì)其進(jìn)行腐蝕運(yùn)算和膨脹運(yùn)算，其中結(jié)構(gòu)元素gl(n)為扁平結(jié)構(gòu)元素，其設(shè)定為:gl (n) =0 (n=0, I, 2，Μ-1)對(duì)于A相相電壓，其腐蝕運(yùn)算為:
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK103500276SQ201310455433
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】李紅江, 羅寧昭, 楊鋒, 賀慧英 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍工程大學(xué)