一种用于检测并联电容器组投入时的击穿现象的方法

本发明涉及并联电容器组故障检测领域，特别是涉及一种用于检测并联电容器组投入时的击穿现象的方法。

背景技术：

1、并联电容器组凭借其单位容量成本低、操作灵活和维护方便等特点被广泛应用于系统无功补偿和电压调整。由于运行工况复杂，长期受到各种不良因素影响，在并联电容器组投入过程中可能存在击穿问题，即电容器组出现局部或完全击穿的情况，击穿元件达到一定数量后引起保护跳闸和非计划停机，如果保护未能及时动作，大量元件击穿将导致电容器贯穿性短路故障，严重时将导致电容器爆炸、起火等恶性事故发生，对系统和设备安全运行构成威胁。

2、目前针对并联电容器组故障的研究主要集中于事后原因分析与继电保护整定，对电容器组内部元件击穿故障诊断的研究较少。然而现有技术存在检测准确性低、误报率高、设备及数据处理复杂，以及应用范围受限的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种用于检测并联电容器组投入时的击穿现象的方法解决了现有技术存在检测准确性低、误报率高、设备及数据处理复杂，以及应用范围受限的问题。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种用于检测并联电容器组投入时的击穿现象的方法，包括以下步骤：

3、s1：在某相中投入一组电容器组，并提取电容器组投入后一周波的电流波形数据；

4、s2：利用fft算法根据电流波形数据获得投入时的高频频率；

5、s3：利用小波变换提取出投入时高频频率为指定频率的信号，并将信号的峰值进行连接，形成包络线；

6、s4：根据包络线的波峰数量判断电容器组是否存在元件击穿现象，完成并联电容器组投入时击穿现象的检测。

7、上述方案的有益效果是：本发明提出了一种在并联电容器组投入时能检测出电容元件击穿现象的方法，根据三相电压电流的波形数据判断是否存在元件击穿现象，提高电容元件击穿故障的检测效率、识别结果的准确性，解决了现有技术存在检测准确性低、误报率高、设备及数据处理复杂，以及应用范围受限的问题。

8、进一步地，s2中利用fft算法根据电流波形数据获得投入时的高频频率，包括以下步骤：

9、s2-1：通过fft算法将信号分解成不同频率的正弦波和余弦波的线性组合，获得不同频率的信号，所述信号在频域上表示为：

10、

11、

12、其中，x[k]为信号在频域上第k个频率对应的复数值，|·|为振幅，e为指数，θk为第k个频率对应的相位，j为虚数，fk为第k个频率对应的频率，n为采样点数，fs为采样率；

13、s2-2：根据不同频率的信号，将各个频率信号按振幅大小进行排序，获得高频频率。

14、上述进一步方案的有益效果是：fft通过应用蝶形运算和迭代分治的方式高效计算信号的频谱，通过上述公式得到信号的频谱结果。

15、进一步地，s3中包括以下分步骤：

16、s3-1：将信号分解成不同尺度和频率的小波系数，所述小波系数cx(a,n/2πa)公式为：

17、

18、

19、其中，a为连续变量，x(t)为输入信号，ψ*为小波函数的共轭，t为时间，d为积分符号，fc为中心频率；

20、s3-2：选择小波函数，设定中心频率，找到接近高频频率的小波系数索引并提取指定频率的小波系数；

21、s3-3：以时间为横坐标，指定频率的小波系数为纵坐标，对峰值进行连接，形成包络线。

22、上述进一步方案的有益效果是：通过小波变换，可以分析信号在不同尺度上的频率特性，再由fft算法得出的高频频率f，提取出频率为f的信号，通过选择适当的小波基函数和尺度参数，然后提取相应的细节系数。

23、进一步地，s4中根据包络线的波峰数量判断电容器组是否存在元件击穿现象，具体判断为：

24、当包络线的波峰数量>1，电容器组存在元件击穿现象；

25、当包络线的波峰数量≤1，电容器组不存在元件击穿现象。

26、上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，根据包络线的波峰数量判断电容器组是否存在击穿，能够精准的识别出低电平的击穿现象，提高检测的可靠性。

技术特征：

1.一种用于检测并联电容器组投入时的击穿现象的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于检测并联电容器组投入时的击穿现象的方法，其特征在于，所述s2中利用fft算法根据电流波形数据获得投入时的高频频率，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的用于检测并联电容器组投入时的击穿现象的方法，其特征在于，所述s3中包括以下分步骤：

4.根据权利要求1所述的用于检测并联电容器组投入时的击穿现象的方法，其特征在于，所述s4中根据包络线的波峰数量判断电容器组是否存在元件击穿现象，具体判断为：

技术总结
本发明公开了一种用于检测并联电容器组投入时的击穿现象的方法，涉及并联电容器组故障检测领域，包括以下步骤：在某相中投入一组电容器组，并提取电容器组投入后一周波的电流波形数据；利用FFT算法根据电流波形数据获得投入时的高频频率；利用小波变换提取出投入时高频频率为指定频率的信号，并将信号的峰值进行连接，形成包络线；根据包络线的波峰数量判断电容器组是否存在元件击穿现象，完成并联电容器组投入时击穿现象的检测。本发明解决了现有技术存在检测准确性低、误报率高、设备及数据处理复杂，以及应用范围受限的问题。

技术研发人员：张文海,肖雯,肖先勇,张姝,夏婉婷,汪颖,胡文曦
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25