交流固态功率控制器快速电弧故障检测数据预处理方法

摘要

本发明公开了一种交流固态功率控制器快速电弧故障检测数据预处理方法，用于解决现有方法检测效率低的技术问题。技术方案是根据单片机每周期的采样点数N，采集N/2个点作为半周期的电流波形数据，再将半周期电流波形拓展为整周期电流波形，对整周期波形进行FFT分析，计算畸变率；判断有无电弧现象，若畸变率达到事先设定的阈值标准，电弧事件数值+1；判断100ms内电弧事件的个数，若达到8，确定发生了电弧故障，切断回路，实现保护。本发明以交流半波为检测单位，实了现电弧故障的快速检测和精准定位。本发明电弧故障检测频率是以整周期交流波形为检测单位的电弧故障检测方法的二倍，缩短了电弧故障检测时间，提高了检测效率。

主权项

一种交流固态功率控制器快速电弧故障检测数据预处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、对航空交流固态功率控制器波形进行采样，每个周期采样N个点，将其中连续的N/2个点作为航空交流半波电弧数据；其中，N为2的整数次幂；步骤二、选取下述任一种方法将半周期电流波形拓展为整周期电流波形；①对交流半波进行半周期反平移，假设新构造的N点整周期的电流数据为Awhole＝a[1]～a[N]，前个点，即为实际电流采集数据，则构造的后个点，即$Alatter=a[\frac{N}{2}+1]~a\left[N\right]$满足式(1)：$\left\{\begin{array}{c}a[\frac{N}{2}+1]=-a\left[1\right]\\ a[\frac{N}{2}+2]=-a\left[2\right]\\ ...\\ ...\\ a[N-1]=-a[\frac{N}{2}-1]\\ a\left[N\right]=-a\left[\frac{N}{2}\right]\end{array}\right.---\left(1\right)$式中，为新构造波形的后个点，为实际电流波形的前个点；②对交流半波进行半周期反对称，假设新构造的N点整周期的电流数据为Awhole＝a[1]～a[N]，前个点，即为实际电流采集数据，则需要构造的后个点，即$Alatter=a[\frac{N}{2}+1]~a\left[N\right])$满足式(2)：$\left\{\begin{array}{c}a[\frac{N}{2}+1]=-a\left[\frac{N}{2}\right]\\ a[\frac{N}{2}+2]=-a[\frac{N}{2}-1]\\ ...\\ ...\\ a[N-1]=-a\left[2\right]\\ a\left[N\right]=-a\left[1\right]\end{array}\right.---\left(2\right)$步骤三、对新构造的整周期波形进行FFT分析，计算THD，THD的计算如式(3)所示：$THD=\frac{\sqrt{\underset{i=2}{\overset{n}{\Sigma }}{h}_i^2}}{h_1}---\left(3\right)$式中，h₁是基波分量的幅值，h_i是第i次谐波的幅值；步骤四、对故障电弧事件进行计数，将THD阈值设置为15％，若式(3)计算得到的数值大于15％，电弧事件数值+1；步骤五、判断100ms内电弧事件的个数，若达到8，确定发生了电弧故障，单片机电弧故障信号输出，交流SSPC切断回路，实现保护。