[发明专利]一种串联故障电弧检测系统及方法

权利要求书

1.一种串联故障电弧检测系统，其特征在于包括：

电网频率跟踪模块，通过检测上一周波电网的频率并调整下一周波采样频率的方式实现电网频率的跟踪；

比较模块，通过对相邻两个半周波采样数据的点对点求和，并对求和后的采样数据进行方均根计算获取其有效值，通过该有效值与阈值的比较判定是否发生了串联电弧故障；

报警模块，输出串联电弧故障发生的预警信息；

验证模块，对半周波的电压、电流有效值进行计算并获取负荷等效阻抗，通过等效阻抗的变化可进一步验证串联电弧故障是否发生。

2.根据权利要求1所述的一种串联故障电弧检测系统，其特征在于所述电网频率跟踪模块包括：

电网频率检测单元，检测上一周波电网的频率；

采样频率调整单元，根据上一周波电网的频率来调整下一周波采样频率，以实现电网频率的跟踪。

3.一种串联故障电弧检测方法，其特征在于：通过对电网频率的实时跟踪滤除电网频率波动的影响，通过相邻两个半周波采样数据的处理快速识别故障电弧并滤除正常负荷波形，从而大幅度提高串联故障电弧检测的快速性和准确性；

其中，所述方法包括以下步骤：

1)、电网频率跟踪，通过检测上一周波电网的频率并调整下一周波采样频率的方式实现电网频率的跟踪；

2)、串联电弧故障特征提取，通过对相邻两个半周波采样数据的点对点求和，滤除正常负荷波形，对求和后的采样数据进行方均根计算获取其有效值，通过该有效值与阈值的比较可判定是否发生了串联电弧故障；

3)、验证，对半周波的电压、电流有效值进行计算并获取负荷等效阻抗，通过等效阻抗的变化进一步验证串联电弧故障是否发生。

4.如权利要求3所述的一种串联故障电弧检测方法，其特征在于所述电网频率跟踪包括以下步骤：

11)、设每周波采样点数为N，本周波采样频率为fsa，则本周波采样频率对应的电网频率为：fa＝fsa/N；

12)、设当前电网频率计算值为fb，调整采样频率的阈值为ft，如果|fa-fb|＜ft，则不调整采样频率，否则采样频率fsb调整为：fsb＝fb×N。

5.如权利要求3所述的一种串联故障电弧检测方法，其特征在于所述串联电弧故障特征提取包括以下步骤：

21)、从采样缓冲区中取出半个周波的采样点，记为Sa(i)，其中：i范围为0～(N-1)/2；

22)、对Sa(i)中的每一个采样点，计算其与前N/2个采样点的和，记为Sd(i)，即Sd(i)＝Sa(i)+Sb(i)，其中Sb(i)表示前半个周波的采样点，对Sd(i)的各个点计算方均根获取其有效值：

23)、如果RMS大于RMSth，则认为可能存在串联故障电弧，否则认为没有串联故障电弧，连续检测故障电弧次数清零，其中RMSth为有效值阈值。

6.如权利要求3所述的一种串联故障电弧检测方法，其特征在于所述验证以下步骤：

31)、计算半周波的电压有效值Urms和电流有效值Irms，并计算等效阻抗X＝Urms/Irms，如果X与上半周波等效阻抗Xpre的差值|X-Xpre|大于阻抗阈值Xth，则认为串联电弧故障确实存在，连续检测故障电弧次数加一，否则认为串联电弧故障不存在，连续检测故障电弧次数清零；

32)、如果连续检测故障电弧次数大于Nth，则输出串联电弧故障发生的预警信息，其中Nth为连续检测故障电弧次数的阈值。