CN110596519A - 一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，所述直流***接地故障检测***包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、驱动单元、存储单元、显示单元、按键输入单元、报警单元和通信单元；所述直流***接地故障检测***采用傅里叶变换将采集的信号进行分析，判断所述直流***是否有串入交流电、是否发生接地故障，并及时发出报警信号，并通过所述通信单元上传至监控中心。本发明提供一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***和方法，对直流***进行多方面的检测，提高直流***的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***及其检测方法。
背景技术
直流***作为电力***的重要组成部分之一，为电力***的继电保护装置、自动化***提供可靠的直流电源，时保证电力设备、电力***安全可靠工作的重要保障。
直流***出现故障时，会导致继电保护误动作等故障，进而可能导致其它更大的事故。为避免因发生接地而引起直流***短路故障，进而导致控制回路、继电保护等异常动作，需要对直流***进行实时检测。本发明提出一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，对直流***进行多方面的检测，提高直流***的可靠性和安全性。
发明内容
本发明提供一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***和方法，对直流***进行多方面的检测，提高直流***的可靠性和安全性。
本发明具体为一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，所述直流***接地故障检测***包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、驱动单元、存储单元、显示单元、按键输入单元、报警单元和通信单元，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元、所述驱动单元顺序环形连接，所述控制处理单元还分别与所述存储单元、所述显示单元、所述按键输入单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述直流***接地故障检测***采用傅里叶变换将采集的信号进行分析，判断所述直流***是否有串入交流电、是否发生接地故障，并及时发出报警信号，并通过所述通信单元上传至监控中心。
所述信号采集单元采用电压传感器采集所述直流***的电压信号，采用电流传感器采集所述直流***的支路漏电流信号；所述电压传感器安装在直流母线上，所述电流传感器安装在所述直流***各个支路上。
所述信号调理单元包括积分电路、滤波电路，所述积分电路与所述电流传感器相连接，将所述电流传感器输出的信号进行并联，再经积分电路输出可采集的电压信号；所述滤波电路采用低通滤波器滤除干扰信号。
所述驱动单元接收所述控制处理单元的驱动信号进而驱动所述电压传感器、所述电流传感器进行信号采集。
所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元进行参数设置和信息查询；所述报警单元采用声光报警器，当所述直流***发生接地故障时，能够发出声光报警信号，并通过所述显示单元进行故障显示。
所述通信单元采用RS485通信电路，具有很好的抗干扰性，能够将所述直流***接地故障检测***的检测结果和报警信号上传至所述监控中心；所述直流***接地故障检测***还能够通过所述通信单元接收所述监控中心的控制信号。
所述控制处理单元对所述电压信号进行傅里叶变换，提取交流电压信号，计算出所述交流电压信号的有效值；计算所述电压信号单周期内平均值，作为直流电压信号有效值，得到所述直流***正极对地电压信号和负极对地电压信号；根据所述漏电流信号判断所述直流***是否发生接地故障。
本发明还提供一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：所述信号采集单元采集所述直流***电压信号、支路漏电流信号；
步骤(2)：经过所述积分电路将所述支路漏电流信号转换为电压信号；
步骤(3)：经过所述滤波电路滤除干扰信号；
步骤(4)：经过所述A/D转换单元进行A/D转换；
步骤(5)：所述控制处理单元对所述电压信号进行傅里叶变换，提取交流电压信号；
步骤(6)：计算出所述交流电压信号的有效值；
步骤(7)：判断所述交流电压信号的有效值是否大于零，若大于零，通过所述报警单元发出报警，并通过所述显示单元显示交流电窜入报警和所述交流电压信号的有效值；
步骤(8)：计算单周期内采集的所述电压信号的平均值作为直流电压值，得到所述直流***正极对地电压信号和负极对地电压信号；
步骤(9)：判断所述电流信号是否大于零，若大于零，所述直流***发生接地故障；
步骤(10)：结合所述正极对地电压信号和所述负极对地电压信号计算出接地电阻，并通过所述报警单元发出报警信号，通过所述显示单元显示接地故障、接地电流值和接地电阻值；
步骤(11)：通过所述通信单元将检测结果上传至所述监控中心。
附图说明
图1为本发明一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***的结构示意图。
图2为本发明一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***的检测方法工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的直流***接地故障检测***包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、驱动单元、存储单元、显示单元、按键输入单元、报警单元和通信单元，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元、所述驱动单元顺序环形连接，所述控制处理单元还分别与所述存储单元、所述显示单元、所述按键输入单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述直流***接地故障检测***采用傅里叶变换将采集的信号进行分析，判断所述直流***是否有串入交流电、是否发生接地故障，并及时发出报警信号，并通过所述通信单元上传至监控中心。
所述信号采集单元采用电压传感器采集所述直流***的电压信号，采用电流传感器采集所述直流***的支路漏电流信号；所述电压传感器安装在直流母线上，所述电流传感器安装在所述直流***各个支路上。
所述信号调理单元包括积分电路、滤波电路，所述积分电路与所述电流传感器相连接，将所述电流传感器输出的信号进行并联，再经积分电路输出可采集的电压信号；所述滤波电路采用低通滤波器滤除干扰信号。
所述驱动单元接收所述控制处理单元的驱动信号进而驱动所述电压传感器、所述电流传感器进行信号采集。
所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元进行参数设置和信息查询；所述报警单元采用声光报警器，当所述直流***发生接地故障时，能够发出声光报警信号，并通过所述显示单元进行故障显示。
所述通信单元采用RS485通信电路，具有很好的抗干扰性，能够将所述直流***接地故障检测***的检测结果和报警信号上传至所述监控中心；所述直流***接地故障检测***还能够通过所述通信单元接收所述监控中心的控制信号。
所述控制处理单元对所述电压信号进行傅里叶变换，提取交流电压信号，计算出所述交流电压信号的有效值；计算所述电压信号单周期内平均值，作为直流电压信号有效值，得到所述直流***正极对地电压信号和负极对地电压信号；根据所述漏电流信号判断所述直流***是否发生接地故障。
如图2所示，本发明还提供一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：所述信号采集单元采集所述直流***电压信号、支路漏电流信号；
步骤(2)：经过所述积分电路将所述支路漏电流信号转换为电压信号；
步骤(3)：经过所述滤波电路滤除干扰信号；
步骤(4)：经过所述A/D转换单元进行A/D转换；
步骤(5)：所述控制处理单元对所述电压信号进行傅里叶变换，提取交流电压信号；
步骤(6)：计算出所述交流电压信号的有效值；
步骤(7)：判断所述交流电压信号的有效值是否大于零，若大于零，通过所述报警单元发出报警，并通过所述显示单元显示交流电窜入报警和所述交流电压信号的有效值；
步骤(8)：计算单周期内采集的所述电压信号的平均值作为直流电压值，得到所述直流***正极对地电压信号和负极对地电压信号；
步骤(9)：判断所述电流信号是否大于零，若大于零，所述直流***发生接地故障；
步骤(10)：结合所述正极对地电压信号和所述负极对地电压信号计算出接地电阻，并通过所述报警单元发出报警信号，通过所述显示单元显示接地故障、接地电流值和接地电阻值；
步骤(11)：通过所述通信单元将检测结果上传至所述监控中心。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (8)
1.一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，其特征在于，所述直流***接地故障检测***包括信号采集单元、信号调理单元、A/D转换单元、控制处理单元、驱动单元、存储单元、显示单元、按键输入单元、报警单元和通信单元，所述信号采集单元与所述信号调理单元、所述A/D转换单元、所述控制处理单元、所述驱动单元顺序环形连接，所述控制处理单元还分别与所述存储单元、所述显示单元、所述按键输入单元、所述报警单元、所述通信单元相连接；所述直流***接地故障检测***采用傅里叶变换将采集的信号进行分析，判断所述直流***是否有串入交流电、是否发生接地故障，并及时发出报警信号，并通过所述通信单元上传至监控中心。
2.根据权利要求1所述的一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，其特征在于，所述信号采集单元采用电压传感器采集所述直流***的电压信号，采用电流传感器采集所述直流***的支路漏电流信号；所述电压传感器安装在直流母线上，所述电流传感器安装在所述直流***各个支路上。
3.根据权利要求2所述的一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，其特征在于，所述信号调理单元包括积分电路、滤波电路，所述积分电路与所述电流传感器相连接，将所述电流传感器输出的信号进行并联，再经积分电路输出可采集的电压信号；所述滤波电路采用低通滤波器滤除干扰信号。
4.根据权利要求3所述的一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，其特征在于，所述驱动单元接收所述控制处理单元的驱动信号进而驱动所述电压传感器、所述电流传感器进行信号采集。
5.根据权利要求4所述的一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，其特征在于，所述按键输入单元结合所述存储单元、所述显示单元进行参数设置和信息查询；所述报警单元采用声光报警器，当所述直流***发生接地故障时，能够发出声光报警信号，并通过所述显示单元进行故障显示。
6.根据权利要求5所述的一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，其特征在于，所述通信单元采用RS485通信电路，具有很好的抗干扰性，能够将所述直流***接地故障检测***的检测结果和报警信号上传至所述监控中心；所述直流***接地故障检测***还能够通过所述通信单元接收所述监控中心的控制信号。
7.根据权利要求6所述的一种基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***，其特征在于，所述控制处理单元对所述电压信号进行傅里叶变换，提取交流电压信号，计算出所述交流电压信号的有效值；计算所述电压信号单周期内平均值，作为直流电压信号有效值，得到所述直流***正极对地电压信号和负极对地电压信号；根据所述漏电流信号判断所述直流***是否发生接地故障。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的基于傅里叶变换的直流***接地故障检测***的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：所述信号采集单元采集所述直流***电压信号、支路漏电流信号；
步骤(2)：经过所述积分电路将所述支路漏电流信号转换为电压信号；
步骤(3)：经过所述滤波电路滤除干扰信号；
步骤(4)：经过所述A/D转换单元进行A/D转换；
步骤(5)：所述控制处理单元对所述电压信号进行傅里叶变换，提取交流电压信号；
步骤(6)：计算出所述交流电压信号的有效值；
步骤(7)：判断所述交流电压信号的有效值是否大于零，若大于零，通过所述报警单元发出报警，并通过所述显示单元显示交流电窜入报警和所述交流电压信号的有效值；
步骤(8)：计算单周期内采集的所述电压信号的平均值作为直流电压值，得到所述直流***正极对地电压信号和负极对地电压信号；
步骤(9)：判断所述电流信号是否大于零，若大于零，所述直流***发生接地故障；
步骤(10)：结合所述正极对地电压信号和所述负极对地电压信号计算出接地电阻，并通过所述报警单元发出报警信号，通过所述显示单元显示接地故障、接地电流值和接地电阻值；
步骤(11)：通过所述通信单元将检测结果上传至所述监控中心。
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