[發(fā)明專利]一種基于最小方差算法的互感器勵(lì)磁特性測(cè)試方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011559289.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN112799001B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王蘭芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢市華英電力科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R35/02
• 分類號(hào): G01R35/02
• 代理公司: 廣州海心聯(lián)合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44295
• 代理人: 馬赟齋;冼俊鵬

本發(fā)明公開了一種基于最小方差算法的互感器勵(lì)磁特性測(cè)試方法及系統(tǒng)，涉及電力系統(tǒng)元件的測(cè)試技術(shù)。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中工頻電壓過高導(dǎo)致測(cè)試?yán)щy的問題提出本方案。首先建立功率損耗數(shù)學(xué)模型，然后搜索最優(yōu)參數(shù)形成精確損耗數(shù)學(xué)模型，最后利用精確損耗數(shù)學(xué)模型還原互感器在工頻下勵(lì)磁特性數(shù)據(jù)和參數(shù)。優(yōu)點(diǎn)在于，低頻測(cè)試電壓可以完成幾乎所有類型電磁式互感器勵(lì)磁特性試驗(yàn)。低頻測(cè)試數(shù)據(jù)與工頻測(cè)試數(shù)據(jù)保持完全一致。測(cè)試電壓頻率大幅降低后，測(cè)試系統(tǒng)可以做到非常小的體積和非常輕的重量，并且測(cè)試變比時(shí)避開了工頻，可以在更高的測(cè)試電壓完成測(cè)試得到更精確穩(wěn)定的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果的分辨率遠(yuǎn)大于機(jī)械調(diào)壓方式，更豐富準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及互感器的測(cè)試方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種基于最小方差算法的互感器勵(lì)磁特性測(cè)試方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電磁式的互感器和電壓互感器統(tǒng)稱互感器，是電力系統(tǒng)中最重要的測(cè)量和保護(hù)器件之一。其中保護(hù)用互感器是繼電保護(hù)系統(tǒng)中的第一環(huán)，用于為保護(hù)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確可靠的故障信號(hào)。為了確保繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠正常工作，互感器在故障狀態(tài)下的信號(hào)傳遞能力和可靠性是測(cè)試和檢測(cè)最重要的項(xiàng)目。涉及互感器的最主要指標(biāo)是考核其勵(lì)磁特性拐點(diǎn)電壓以及勵(lì)磁特性曲線所對(duì)應(yīng)的各個(gè)互感器參數(shù)是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

在對(duì)電磁式互感器的進(jìn)行勵(lì)磁特性試驗(yàn)時(shí)，設(shè)備所需的測(cè)試電壓和測(cè)試容量由互感器的飽和特性決定。但是實(shí)際應(yīng)用過程中用于電壓等級(jí)較高系統(tǒng)的保護(hù)用互感器，其拐點(diǎn)電壓可達(dá)幾千伏甚至幾十千伏。這對(duì)于測(cè)試設(shè)備來說對(duì)這種互感器進(jìn)行大量現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)幾乎不太可能實(shí)現(xiàn)，因此大大限制了互感器的檢測(cè)能力。

再者對(duì)于飽和電壓不超過2000V的互感器可用工頻方式來檢測(cè)其勵(lì)磁特性，但是此時(shí)對(duì)應(yīng)的設(shè)備非常笨重。且因?yàn)榇祟愒O(shè)備通常是基于機(jī)械調(diào)壓器方式，其輸出電壓分辨率由調(diào)壓器線圈匝數(shù)決定，因此通常勵(lì)磁特性的分辨率非常低。高飽和電壓和低飽和電壓的互感器測(cè)試不能互相兼容，使用范圍較窄。

在對(duì)于保護(hù)電壓非常高的互感器勵(lì)磁特性應(yīng)用中，某些方案采取低頻測(cè)試的方式，在較低頻率下施加測(cè)試電壓使得互感器進(jìn)入磁飽和，但是此時(shí)獲得的勵(lì)磁曲線是基于低頻測(cè)試條件下獲得的數(shù)據(jù)與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境所需的工頻試驗(yàn)數(shù)據(jù)，存在較大區(qū)別，因此用于實(shí)際的試驗(yàn)檢測(cè)和判斷依據(jù)缺乏足夠的說服力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種基于最小方差算法的互感器勵(lì)磁特性測(cè)試方法及系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

本發(fā)明所述的一種基于最小方差算法的互感器勵(lì)磁特性測(cè)試方法，包括：功率損耗數(shù)學(xué)模型建立的步驟；對(duì)所述功率損耗數(shù)學(xué)模型搜索最優(yōu)參數(shù)形成精確損耗數(shù)學(xué)模型的步驟；利用精確損耗數(shù)學(xué)模型還原互感器在工頻下勵(lì)磁特性數(shù)據(jù)和參數(shù)的步驟；

所述功率損耗數(shù)學(xué)模型為：Pw＝k1*f*Fm^hn+k2*f²*Fm²+k3*(f*Fm)^1.5；其中Pw是互感器的總有功損耗，f是測(cè)試電壓頻率，k1、k2、k3、hn分別是待定參數(shù)，F(xiàn)m是一個(gè)周波中的最大磁通量。

最優(yōu)參數(shù)的搜索過程為：對(duì)互感器輸入工頻測(cè)試電壓，進(jìn)行參數(shù)掃描的子步驟A；對(duì)每組參數(shù)k1、k2、k3分別計(jì)算理論功率損耗Pwlfc，在當(dāng)前工頻測(cè)試電壓下對(duì)互感器測(cè)試電壓電流得到實(shí)測(cè)功率損耗Pwlf，計(jì)算方差Q：Q＝∑(Pwlfc-Pwlf)²；抽取最小的Q值所對(duì)應(yīng)的參數(shù)hn以及k1、k2、k3為最優(yōu)參數(shù)；

所述子步驟A：令參數(shù)hn是在其取值范圍內(nèi)的一個(gè)極值，在當(dāng)前工頻測(cè)試電壓下，利用線性回歸最小方差法確定一組參數(shù)k1、k2、k3；令hn向其取值范圍內(nèi)的另一個(gè)極值步進(jìn)，再次利用線性回歸最小方差法確定另一組參數(shù)k1、k2、k3；直至將參數(shù)hn在其取值范圍內(nèi)的參數(shù)k1、k2、k3按組掃描完畢。

所述工頻測(cè)試電壓取值范圍在0-160V。

所述參數(shù)hn取值范圍在1-3。