一種利用并聯電容電流檢測低壓串聯直流電弧的方法與流程

本發明屬于故障檢測領域，涉及一種利用并聯電容電流檢測低壓串聯直流電弧的方法。

背景技術：

直流供電具有便于接入儲能設備，節約空間和資源，增加能源使用效率，具有較高的可靠性等優點，廣泛應用于大型數據中心、船舶、航空航天、電動汽車等系統中。在直流供電系統中，發生絕緣破壞、金屬接頭松動、元件老化，或者受到動物的嚙咬等，可能導致系統中出現串聯直流電弧故障。直流電弧電流沒有過零點，難以檢測并熄滅。直流電弧可能引燃周圍可燃物質，引起火災甚至爆炸。因此，提出可靠的檢測串聯直流電弧故障的方法，對保證直流供電系統安全可靠性有重要意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種利用并聯電容電流檢測低壓串聯直流電弧的方法，該方法能夠實現串聯直流電弧故障的檢測，并且可靠性較高。

為達到上述目的，本發明所述的利用并聯電容電流檢測低壓串聯直流電弧的方法包括以下步驟：

實時檢測電容電流波形，根據預設時間窗內電容電流波形計算電容電流的變化率，再根據電容電流波形計算電容電流頻譜，然后計算相鄰兩個時間窗的電容電流變化率及電容電流頻譜面積的變化量，當所述相鄰兩個時間窗的電容電流變化率在預設范圍內且在預設頻率范圍內相鄰兩個時間窗的電容電流頻譜面積的變化量在預設范圍內時，則該電容所在支路發生串聯直流電弧故障。

所述預設頻率范圍為0-2mhz。

用于整流直流源系統、蓄電池供電系統及光伏發電系統中。

根據電容電流波形計算電容電流頻譜的具體操作為：對電容電流波形進行快速傅里葉變換，得電容電流頻譜。

本發明具有以下有益效果：

本發明所述的利用并聯電容電流檢測低壓串聯直流電弧的方法在具體操作時，先計算相鄰兩個時間窗的電容電流變化率及電容電流頻譜面積的變化量，然后根據相鄰兩個時間窗的電容電流變化率及電容電流頻譜面積的變化量判斷電容所在支路發生串聯直流電弧故障，操作簡單、方便，可靠性較高。

附圖說明

圖1為本發明的流程圖；

圖2為實施例一的電路原理圖；

圖3為實施例一中電弧產生前后的電容電流波形圖；

圖4為實施例一中電弧產生前后電容電流頻譜對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：

參考圖1，本發明所述的利用并聯電容電流檢測低壓串聯直流電弧的方法包括以下步驟：

實時檢測電容電流波形，根據預設時間窗內電容電流波形計算電容電流的變化率，再根據電容電流波形計算電容電流頻譜，然后計算相鄰兩個時間窗的電容電流變化率及電容電流頻譜面積的變化量，當所述相鄰兩個時間窗的電容電流變化率在預設范圍內且在預設頻率范圍內相鄰兩個時間窗的電容電流頻譜面積的變化量在預設范圍內時，則該電容所在支路發生串聯直流電弧故障。

所述預設頻率范圍為0-2mhz。

用于整流直流源系統、蓄電池供電系統及光伏發電系統中。

根據電容電流波形計算電容電流頻譜的具體操作為：對電容電流波形進行快速傅里葉變換，得電容電流頻譜。

實施例一

光伏發電系統以及并聯電容布置示意圖如圖2所示，在該系統中各支路并聯電容，根據流程圖所示步驟檢測并聯電容電流變化，判斷各支路中是否發生串聯直流電弧故障，當在直流負載側發生電弧故障時，負載電容cr上電流波形如圖3所示，在0時刻產生直流電弧，電容電流發生突變；對產生電弧前后5ms時間內電容電流波形進行fft，得到頻譜如圖4所示，電弧產生后電容電流頻譜在0-2mhz內的面積明顯大于電弧產生前電容電流頻譜面積，根據電容電流變化率以及頻譜面積的變化，判斷電容所在支路中產生串聯直流電弧。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種利用并聯電容電流檢測低壓串聯直流電弧的方法，包括以下步驟：實時檢測電容電流波形，根據預設時間窗內電容電流波形計算電容電流的變化率，再根據電容電流波形計算電容電流頻譜，然后計算相鄰兩個時間窗的電容電流變化率及頻譜面積變化量，當所述相鄰兩個時間窗的電容電流變化率在預設范圍內且在預設頻率范圍內相鄰兩個時間窗的頻譜面積變化量在預設范圍內時，則該電容所在支路發生串聯直流電弧故障，該方法能夠實現串聯電流電弧故障的檢測，并且可靠性較高。

技術研發人員：汲勝昌;熊慶;祝令瑜;劉小軍;陸偉鋒
受保護的技術使用者：西安交通大學
技術研發日：2017.06.28
技術公布日：2017.09.12