本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，特別是涉及一種高精度農(nóng)網(wǎng)低壓瞬態(tài)剩余電流檢測方法。

背景技術(shù)：

在剩余電流檢測方法中，當(dāng)農(nóng)戶剩余電流超過漏電保護器的額定動作電流時，剩余電流保護器將會跳閘，跳閘的時間很短，有時甚至在半個工頻周期以內(nèi)，且此時的剩余電流波形會發(fā)生畸變，這增加了剩余電流的檢測難度。

通常采用的剩余電流檢測的方法是對調(diào)理后的剩余電流波形進行一個周期的ADC采樣，然后從一個周期的采樣點中取出最大值，以此值作為剩余電流波形幅值對應(yīng)的一個量化值，即最大值法；或者通過計算N個采樣點的平均值作為剩余電流波形幅值得量化值，即平均值法；再或者通過計算N個采樣點的平方的均值再開方作為剩余電流波形幅值得量化值，即RMS法。

但是在漏電保護器跳閘瞬間，剩余電流波形發(fā)生畸變，以上幾種方法得到的剩余電流波形幅值的量化值都存在較大的誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷的高精度農(nóng)網(wǎng)低壓瞬態(tài)剩余電流檢測方法。

技術(shù)方案：為達到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的高精度農(nóng)網(wǎng)低壓瞬態(tài)剩余電流檢測方法，包括以下步驟：

S1：利用剩余電流互感器檢測剩余電流，對檢測到的信號進行濾波、整流、放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換得到剩余電流采樣數(shù)據(jù)；

S2：對正常采樣波形中的所有相鄰采樣點之間的剩余電流采樣數(shù)據(jù)差值進行計算，得出相鄰采樣點的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的最大差值，比較畸變采樣波形中各對相鄰采樣點的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的差值，將畸變采樣波形中的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的差值大于最大差值所對應(yīng)的相鄰采樣點中的最大采樣點剔除,進而利用最大值法計算出瞬態(tài)剩余電流的實際幅值對應(yīng)的量化值。

進一步，所述步驟S2具體包括如下步驟：

S2.1：對相鄰采樣點的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的差值ΔI進行計算，差值計算公式如下：

式(1)中A為幅值,N為一個周期內(nèi)的大于2的采樣次數(shù)，t_i為第i個采樣點的時間，I_S(i)為第i個采樣點的剩余電流采樣數(shù)據(jù)；

S2.2：通過自變量分段將式(1)中的絕對值符號去掉得到分段函數(shù)，如式(2)所示，對分段函數(shù)進行求導(dǎo)，得出最大差值對應(yīng)的采樣時間為：進而得出剩余電流采樣數(shù)據(jù)最大的采樣點與相鄰采樣點的差值大小為

S2.3：將畸變采樣波形中的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的差值大于最大差值所對應(yīng)的相鄰采樣點中的最大采樣點剔除。

有益效果：本發(fā)明提出了一種高精度農(nóng)網(wǎng)低壓瞬態(tài)剩余電流檢測方法，能夠有效剔除畸變波形中的尖峰點，有效減小了剩余電流瞬態(tài)畸變的測量誤差，提高了計算瞬態(tài)剩余電流波形幅值所對應(yīng)的量化值的精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實施方式的步驟S1的流程圖；

圖2為本發(fā)明具體實施方式的一個周期內(nèi)相鄰點差值的變化曲線。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的介紹。

本發(fā)明公開了一種高精度農(nóng)網(wǎng)低壓瞬態(tài)剩余電流檢測方法，包括以下步驟：

S1：利用剩余電流互感器檢測剩余電流，對檢測到的信號進行濾波、整流、放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換得到剩余電流采樣數(shù)據(jù)，如圖1所示；

S2：對正常采樣波形中的所有相鄰采樣點之間的剩余電流采樣數(shù)據(jù)差值進行計算，得出相鄰采樣點的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的最大差值，比較畸變采樣波形中各對相鄰采樣點的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的差值，將畸變采樣波形中的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的差值大于最大差值所對應(yīng)的相鄰采樣點中的最大采樣點剔除,進而利用最大值法計算出瞬態(tài)剩余電流的實際幅值對應(yīng)的量化值。

其中，步驟S2具體包括如下步驟：

S2.1：對相鄰采樣點的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的差值ΔI進行計算，差值計算公式如下：

式(1)中A為幅值,N為一個周期內(nèi)的大于2的采樣次數(shù)，t_i為第i個采樣點的時間，I_S(i)為第i個采樣點的剩余電流采樣數(shù)據(jù)；

S2.2：通過自變量分段將式(1)中的絕對值符號去掉得到分段函數(shù)，如式(2)所示，對分段函數(shù)進行求導(dǎo)，可知最大值和最小值均在分段端點處，即

由此可得出剩余電流采樣數(shù)據(jù)最大的采樣點與相鄰采樣點的差值大小為

S2.3：將一個周期的畸變采樣波形中的剩余電流采樣數(shù)據(jù)的差值大于最大差值所對應(yīng)的相鄰采樣點中的最大采樣點剔除。

分別對正常采樣波形和畸變采樣波形采用本具體實施方式所述方法以及最大值法、平均值法、RMS法，得出異常波形測量值相對于正常波形量化值的相對誤差，如表1所示。其中，改進型最大值法即為本具體實施方式所述方法。可見，采用本具體實施方式方法得到的異常波形測量值相對于正常波形量化值的相對誤差是最小的，也就是說，本具體實施方式所述方法能夠有效提高計算瞬態(tài)剩余電流波形幅值所對應(yīng)的量化值的精度。

表1采用三種方法得出的異常波形測量值相對于正常波形量化值的相對誤差