自适应故障电流检测方法

摘要

一种自适应故障电流检测方法，其特征在于，所述的故障电流检测方法采用自适应滤波器对电流信号进行预测，将预测值作为参考依据，并设定门限值。将电流互感器检测到的电流信号值与自适应滤波器输出的电流信号的预测值比较，如果电流互感器检测到的实际的电流信号值与预测值之间的偏差超过预先设定的门限值，则认为产生故障。本发明适用于电力系统与电力设备等装置的电流故障诊断。

主权项

一种自适应故障电流检测方法，其特征在于，所述的故障电流检测方法采用自适应滤波器对电流信号进行预测，将预测值作为参考依据，并设定门限值；将电流互感器检测到的电流信号值与自适应滤波器输出的电流信号的预测值比较，如果电流互感器检测到实际的电流信号值与所述预测值之间的偏差超过预先设定的门限值，则认为产生故障；具体步骤如下：(1)将当前t时刻采集到的电流互感器输出值x_t与自适应滤波器的输出值进行比较：其中，t为数据采集时刻，x_t为t时刻采集的电流互感器输出值，为t时刻自适应滤波器的输出值；δ_l、δ_h分别为预先设定的常数，且满足δ_l<δ_h；符号|·|表示取绝对值；上式表明三种情况：a、t时刻电流互感器输出值x_t与自适应滤波器输出值之间的差别小于设定值δ_l时，认为电网电流正常；b、t时刻电流互感器输出值x_t与自适应滤波器输出值之间的差别不小于设定值δ_l而小于设定值δ_h，认为电网发生故障，需要立即使断路器动作；c、t时刻电流互感器输出值x_t与自适应滤波器输出值之间的差别大于等于设定值δ_h，认为电流互感器输出受到外部干扰，该信号为虚假信号，可以忽略；(2)若判断属于情况b，则由微机继电保护装置立即给出故障发生信号至继电保护系统的继电器；若判断属于情况a或c，则认为未发生故障，根据采集到的电流互感器输出值计算此时自适应滤波器输出值：${\hat{x}}_{t+1}=W_t^T{X}_t$其中，$W_t=W_{t-1}+{\Phi }_t^{-1}[(x_t-W_{t-1}^T{X}_t)X_t-C]$${\Phi }_t^{-1}={\lambda }^{-1}(I-K_t{X}_t^T){\Phi }_{t-1}^{-1}$$K_t=\frac{{\Phi }_{t-1}^{-1}{X}_t}{\lambda +X_t^T{\Phi }_{t-1}^{-1}{X}_t}$$C={\left[\begin{array}{cccc}{\sigma }_b^2& 0& ...& 0\end{array}\right]}^T$式中，符号表示求取矩阵或向量的转置，符号表示求取矩阵或向量的逆，分别表示“t”、“t‑1”、“t+1”时刻该符号变量对应的值；λ为接近1但又小于1的正数，取λ＝0.99；为传感器输出信号的噪声方差，由传感器的特性参数可以获得；I为d维单位方阵；初值设置为单位方阵；W_t＝[w_t w_t‑1 … w_t‑d‑1]^T为自适应滤波器的d维权值向量，其初值选为零向量，d为滤波器阶数；为自适应滤波器d维输入向量，当采样时刻t<d时其值选为0，且有：(3)采集t+1时刻的电流互感器输出值x_t+1，将电流互感器输出值x_t+1与步骤(2)中自适应滤波器的输出值相减，并根据步骤(1)中的公式进行判别；由此反复迭代计算、判断，直至检测到故障发生。