[發(fā)明專利]一種基于正交變換的避雷器阻性電流計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110203554.8
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN102288804A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡國兵;尚雪嵩;崔秀華;鮑安平;金明
• 申請（專利權(quán)）人: 南京世都科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00;G01R31/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計(jì)算方法，具體地說是避雷器阻性電流計(jì)算方法。

背景技術(shù)

避雷器作為高壓電網(wǎng)中電力設(shè)備保護(hù)裝置的重要組成部分，其自身性能的監(jiān)測也是保證電力設(shè)備正常工作的關(guān)鍵因素之一。目前，避雷器性能監(jiān)測主要依靠對其泄漏電流(或稱全電流)中的阻性分量進(jìn)行測量來進(jìn)行。在正常情況下，阻性分量電流大約點(diǎn)全電流的5-20％左右，其數(shù)量級為微安級，因此，直接測量阻性電流較為困難。從阻性電流與全電流及容性電流之間的數(shù)量關(guān)系來看，測出阻性分量與全電流之間相位差是計(jì)算避雷器阻性電流的主要環(huán)節(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)主要通過以下兩種方法計(jì)算：一、全電流全電壓法：通過PT傳感器，分別測量全電流與全電壓，計(jì)算兩者之間的相位差，由于阻性電流的相位與全電壓相位相同，因此計(jì)算出的全電流與全電壓的相位差與全電流與阻性電流的相位差相同，這樣就可以計(jì)算出阻性電流值。這種方法的缺點(diǎn)在于需要PT傳感器，而且全電流與全電壓量需要兩套獨(dú)立的測量系統(tǒng)，可能引入更多誤差，受諧波、外部干擾及噪聲的影響較大，同時(shí)成本也較大。二、全電流法：這種方法僅需要測量全電流，再通過尋找全電流波形的第一個(gè)過零點(diǎn)，重構(gòu)出容性電流的波形，后將全電流中的容性分量去除，得到阻性電流值。這種方法的缺點(diǎn)在于需進(jìn)行過零檢測，因此其檢測性能必然受因諧波及噪聲的影響所導(dǎo)致的波形變異的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種僅需全電流信號(hào)無需其他附加條件且能夠抑制諧波及噪聲干擾的基于正交變換的避雷器阻性電流計(jì)算方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于正交變換的避雷器阻性電流計(jì)算方法，包括以下步驟：

一、首先定義分別表示容性電流向量值、阻性電流向量值、全電流向量值以及電壓的相量值，令式中I表示全電源的有效值，f₀為工頻50Hz，為初相位；

二、令j表示虛數(shù)單位，y(n)是引入的中間變量，i(n)為全電流經(jīng)離散采樣后的序列，Δt表示采樣間隔，AVER(x)表示求平均值；

三、若無諧波分量存在時(shí)，算法如下：

1)對i(t)進(jìn)行離散采樣，得到并進(jìn)行正交變換，得到i(n)的解析信號(hào)形式

2)構(gòu)造參考信號(hào)

3)將式(1)與式(2)相乘，得到

4)求取式(3)的相位值

5)計(jì)算阻性電流：

四、若存在諧波分量，或者工頻頻率有偏差時(shí)，對第步驟二中1)、2)作如下修正：

1)全電流完成離散采樣后，在作正交變換時(shí)，濾除3次及更高次諧波分量；

2)工頻有偏差，將其視為未知頻率信號(hào)，利用頻率估計(jì)方法，再利用頻率估計(jì)值，構(gòu)造參考信號(hào)。

有益效果：本發(fā)明本算法僅需全電流信號(hào)，無需全電壓信號(hào)及其它外加條件，就可以求取阻性電流，降低了成本，并且可以有效抑制諧波及噪聲的干擾，提高了精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明全電流測量的等效電路模型；

圖2為本發(fā)明各量間的關(guān)系示意圖；

圖3為有諧波分量時(shí)的全電流仿真波形(工頻頻率為49.5Hz)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

一種基于正交變換的避雷器阻性電流計(jì)算方法，包括以下步驟：

一、首先定義分別表示容性電流向量值、阻性電流向量值、全電流向量值以及電壓的相量值，令式中I表示全電源的有效值，f₀為工頻50Hz，為初相位；

二、令j表示虛數(shù)單位，y(n)是引入的中間變量，i(n)為全電流經(jīng)離散采樣后的序列，Δt表示采樣間隔，AVER(x)表示求平均值；

三、若無諧波分量存在時(shí)，算法如下：

1)對i(t)進(jìn)行離散采樣，得到并進(jìn)行正交變換，得到i(n)的解析信號(hào)形式

2)構(gòu)造參考信號(hào)

3)將式(1)與式(2)相乘，得到

4)求取式(3)的相位值

5)計(jì)算阻性電流：

四、若存在諧波分量，或者工頻頻率有偏差時(shí)，對第步驟二中1)、2)作如下修正：

1)全電流完成離散采樣后，在作正交變換時(shí)，濾除3次及更高次諧波分量；