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一种智能电表电路暂态故障实时识别方法

郭志华 薛晓慧 厉娜 孟祥甫 于洋洋 刘庚

郭志华,薛晓慧,厉娜,等.一种智能电表电路暂态故障实时识别方法[J]. 微电子学与计算机,2023,40(6):70-76 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0413
引用本文: 郭志华,薛晓慧,厉娜,等.一种智能电表电路暂态故障实时识别方法[J]. 微电子学与计算机,2023,40(6):70-76 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0413
GUO Z H,XUE X H,LI N,et al. A real-time identification method for transient fault of intelligent meter circuit[J]. Microelectronics & Computer,2023,40(6):70-76 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0413
Citation: GUO Z H,XUE X H,LI N,et al. A real-time identification method for transient fault of intelligent meter circuit[J]. Microelectronics & Computer,2023,40(6):70-76 doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0413

一种智能电表电路暂态故障实时识别方法

doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2022.0413
详细信息
    作者简介:

    郭志华:男,(1972-),学士,高级工程师.主要研究领域为电力计量管理、计量新技术. E-mail:su16038995@163.com

    薛晓慧:女,(1971-),学士,高级工程师.主要从事电力计量、采集管理、营销信息化建设

    厉娜:女,(1980-),硕士,高级工程师.主要研究领域为电力计量管理、计量新技术

    孟祥甫:男,(1980-),硕士,高级工程师.主要研究领域为电力计量管理、计量新技术、信息安全

    于洋洋:男,(1986-),学士,工程师.主要研究方向为电力计量管理

    刘庚:男,(1981-),学士,高级工程师.主要研究领域为集成电路、微电子技术

  • 中图分类号: TN702

A real-time identification method for transient fault of intelligent meter circuit

  • 摘要:

    基于故障信号频率的识别模型由于受到周围磁场等的影响,精度较低,为提高智能电表电路暂态故障信号实时识别的准确性,从故障信号处理的方向出发,基于时域粗检测方法,研究了一种智能电表电路暂态故障实时识别方法. 对智能电表电路故障信号采样,使故障信号按照指定的路线传输,就要增加通道的接收能力,利用小波分析方法,对复杂的电信号进行样本预处理,经过时域检测后的信号被统一进行重新分布,以较为简单的方式进行标记;基于小波熵测度的故障信号融合模型,采用信息熵方法融合分离相似故障信号,确定所有智能电表故障电路信号暂态特征;构建基于小波熵测度的故障信号融合模型,在信号谱上完成信号的筛选与分解,实现智能电表电路暂态故障信号实时识别. 实验结果表明,针对智能电表电路接地短路、两相接地短路、相间短路、三相接地短路四种不同类型的暂态故障,通过该方法识别出的故障电压曲线值与实际的值相差小于0.3 V,具有较高的识别准确性,具备一定的实际应用意义.

     

  • 图 1  基于小波熵测度的故障信号融合模型

    Figure 1.  Failure signal fusion model based on the wavelet entropy measure

    图 2  输电线路分析模型

    Figure 2.  Analysis model of transmission lines

    图 3  智能电表电路暂态故障信号实时识别算法

    Figure 3.  Real-time identification algorithm of transient fault signal of smart meter circuits

    图 4  实验测试系统结构

    Figure 4.  Experimental test system structure

    图 5  D1故障电压分析

    Figure 5.  D1 fault voltage analysis

    图 6  D2故障电压分析

    Figure 6.  D2 fault voltage analysis

    图 7  D3故障电压分析

    Figure 7.  D3 fault voltage analysis

    图 8  D4故障电压分析

    Figure 8.  D4 fault voltage analysis

    表  1  故障类型

    Table  1.   Fault Type

    编号故障模式故障发生时间
    D1接地短路5:00
    D2两相接地短路7:00
    D3相间短路11:00
    D4三相接地短路16:00
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  • [1] 高校平, 黄文焘, 邰能灵, 等. 基于暂态电流的MMC-LVDC双极短路故障定位方法[J]. 电力系统自动化,2020,44(17):127-135. DOI: 10.7500/AEPS20200106004.

    GAO X P, HUANG W T, TAI N L, et al. Transient current based fault location method of pole-to-pole short-circuit for modular multilevel converter low-voltage direct current[J]. Automation of Electric Power Systems,2020,44(17):127-135. DOI: 10.7500/AEPS20200106004.
    [2] 杨帆, 任伟, 沈煜, 等. 谐振接地配电网电弧接地故障暂态分析方法与辨识[J]. 电力系统及其自动化学报,2021,33(4):23-31. DOI: 10.19635/j.cnki.csu-epsa.000522.

    YANG F, REN W, SHEN Y, et al. Transient analysis method and identification of arc grounding faults in Petersen coil grounded distribution network[J]. Proceedings of the CSU-EPSA,2021,33(4):23-31. DOI: 10.19635/j.cnki.csu-epsa.000522.
    [3] 戚振彪, 凌松, 刘文烨, 等. 基于高频测试信号注入的配电网故障节点在线识别方法[J]. 电力系统保护与控制,2020,48(4):110-117. DOI: 10.19783/j.cnki.pspc.190399.

    QI Z B, LING S, LIU W Y, et al. On-line fault node identification method for distribution network based on high frequency test signal injection[J]. Power System Protection and Control,2020,48(4):110-117. DOI: 10.19783/j.cnki.pspc.190399.
    [4] 刘婧, 苏良立, 陈昊, 等. 基于智能电能表误差检测的非侵入式电网故障定位及运维调度[J]. 电测与仪表,2021,58(11):164-169. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2021.11.023.

    LIU J, SU L L, CHEN H, et al. Non-intrusive fault location and operation scheduling of power grid based on error detection of smart meters[J]. Electrical Measurement & Instrumentation,2021,58(11):164-169. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2021.11.023.
    [5] 徐瑞东, 常仲学, 宋国兵, 等. 注入探测信号的直流配电网接地故障识别方法[J]. 电网技术,2021,45(11):4269-4276. DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2021.1260.

    XU R D, CHANG Z X, SONG G B, et al. Grounding fault identification method for DC distribution network based on detection signal injection[J]. Power System Technology,2021,45(11):4269-4276. DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2021.1260.
    [6] 张坤, 马朝永, 胥永刚, 等. 快速自适应局部均值分解及轴承故障诊断应用[J]. 振动工程学报,2020,33(1):206-212. DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2020.01.023.

    ZHANG K, MA C Y, XU Y G, et al. Fast and adaptive local mean decomposition method and its application in rolling bearing fault diagnosis[J]. Journal of Vibration Engineering,2020,33(1):206-212. DOI: 10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2020.01.023.
    [7] 孙天雨, 郝新, 薛丽敏, 等. 智能电能表高阻抗故障检测方法研究[J]. 电测与仪表,2021,58(12):184-189. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2021.12.027.

    SUN T Y, HAO X, XUE L M, et al. Research on high impedance fault detection method of smart meter[J]. Electrical Measurement & Instrumentation,2021,58(12):184-189. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2021.12.027.
    [8] 雷少波, 刘丰硕, 李健, 等. 基于小波框架的智能电能表台区识别技术研究[J]. 电测与仪表,2021,58(10):193-200. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2021.10.029.

    LEI S B, LIU F S, LI J, et al. Research on recognition technology of smart electricity meter area based on wavelet frame[J]. Electrical Measurement & Instrumentation,2021,58(10):193-200. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2021.10.029.
    [9] 高欣, 纪维佳, 赵兵, 等. 不平衡数据集下基于CVAE-CNN模型的智能电表故障多分类方法[J]. 电网技术,2021,45(8):3052-3060. DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2020.2016.

    GAO X, JI W J, ZHAO B, et al. Multi-classification method of smart meter fault types based on CVAE-CNN model under imbalanced dataset[J]. Power System Technology,2021,45(8):3052-3060. DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2020.2016.
    [10] 江剑峰, 张垠, 田书欣, 等. 基于云理论的智能电能表故障数据分析[J]. 电力科学与技术学报,2020,35(2):163-169. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2020.02.022.

    JIANG J F, ZHANG Y, TIAN S X, et al. Fault data analysis of smart electricity meter based cloud theory[J]. Journal of Electric Power Science and Technology,2020,35(2):163-169. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2020.02.022.
    [11] 宋福海. 面向智能变电站二次系统测试的电磁暂态仿真方法研究[J]. 电力系统及其自动化学报,2021,33(2):25-31. DOI: 10.19635/j.cnki.csu-epsa.000478.

    SONG F H. Research on electromagnetic transient simulation method for secondary system test in smart substation[J]. Proceedings of the CSU-EPSA,2021,33(2):25-31. DOI: 10.19635/j.cnki.csu-epsa.000478.
    [12] 谢超, 李晨曦, 张代润, 等. 基于智能电表量测数据的配网线变关系反向识别[J]. 电力建设,2020,41(11):94-100. DOI: 10.12204/j.issn.1000-7229.2020.11.010.

    XIE C, LI C X, ZHANG D R, et al. Reverse identification of the relationship of feeder-transformer connectivity in distribution grid applying smart meter measurement data[J]. Electric Power Construction,2020,41(11):94-100. DOI: 10.12204/j.issn.1000-7229.2020.11.010.
    [13] 宋晓林, 黄璐涵, 贺云隆, 等. 基于智能电能表采集数据的台户关系识别新方法[J]. 电测与仪表,2020,57(23):135-140. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2020.23.018.

    SONG X L, HUANG L H, HE Y L, et al. Novel identification method of station-area relationship based on data acquisition by smart meter[J]. Electrical Measurement & Instrumentation,2020,57(23):135-140. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2020.23.018.
    [14] 孙仕鑫, 高洁, 王伟, 等. 基于多通道时频域信号的卷积神经网络智能故障诊断技术[J]. 科学技术与工程,2021,21(15):6386-6393. DOI: 10.3969/j.issn.1671-1815.2021.15.039.

    SUN S X, GAO J, WANG W, et al. Intelligent fault diagnosis technique of convolutional neural networks based on multi-channel time-frequency signals[J]. Science Technology and Engineering,2021,21(15):6386-6393. DOI: 10.3969/j.issn.1671-1815.2021.15.039.
    [15] 王保帅, 尹家悦, 胡珊珊, 等. 基于层次分析法和群体决策的智能电能表可靠性分配技术研究[J]. 电测与仪表,2021,58(12):169-174. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2021.12.025.

    WANG B S, YIN J Y, HU S S, et al. Research on reliability allocation technology of smart meter based on analytic hierarchy process and group decision-making[J]. Electrical Measurement & Instrumentation,2021,58(12):169-174. DOI: 10.19753/j.issn1001-1390.2021.12.025.
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  • 收稿日期:  2022-07-08
  • 修回日期:  2022-09-15

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